线接触弹性磨损的数值分析

磨损伴随在机械零部件的整个服役期内,对其寿命产生很大的影响.由于磨损是一个动态复杂的过程,现有的磨损研究主要集中在实验研究,这必然会增加成本及产品设计周期.为此,文中提出了一种基于Archard模型的数值计算方法,并用该方法对线接触弹性磨损全过程进行数值分析,最终得到不同滑动距离下的法向接触压力及磨损深度变化图.整个分析过程分步进行,即每计算一步都会更新表面接触形状,直至求出最大滑动距离下的磨损量.计算结果表明,在有摩擦力作用的情况下,对于线接触,接触压力会相对于初始接触点出现偏移,且摩擦系数越大,偏移越明显,接触宽度也会略微增大;在磨损过程中,接触状态会由线接触向面接触转化,压力分布的不对称性会逐渐减小,最终趋于对称分布.实验结果表明,数值预测值与实验值相一致.