粗糙齿面啮合弹塑性接触分析

为研究粗糙齿面啮合过程中弹塑性接触行为,从粗糙曲面弹性接触算法出发,结合ZMC弹塑性接触模型,得到适于齿轮传动啮合计算的粗糙曲面弹塑性接触算法。同时,为减小粗糙齿面接触建模过程中采样间隔影响,利用微观形貌拟合方法作几何预处理,计算得到相对稳定的微凸体分布参数。针对实测粗糙齿面形貌,基于所提方法开展齿轮啮合过程弹塑性接触计算,对比分析不同条件下粗糙齿面弹性与弹塑性模型接触参数变化规律。研究表明:不考虑塑性变形将使得粗糙齿面接触行为预测产生偏差,且这种偏差与塑性指数、粗糙度有关。     

表面三维高度参数与最大Mises应力关联性研究

为研究粗糙表面微观形貌特征参数与接触应力的关联性，选取粗糙度参数标准ISO25178中与接触变形密切相关的三维高度参数为研究对象。通过BP神经网络构建高度参数与最大Mises应力的关系模型，并分别采用Sobol和MIV敏感性分析法，基于220组实测超声磨削加工表面数据分析了高度参数对最大Mises应力的影响程度并筛选出了主要影响参数。利用统计学相关性原理和多项式回归分析方法，建立了主要影响参数和最大Mises应力的非线性回归模型。结果表明：1)7个高度参数对最大Mises应力的重要性由大到小为：算数平均高度S_a、均方根高度S_q、偏斜度S_sk、最大高度S_z、最大峰高S_p、最大谷深S_v和峭度S_ku;2)以90%的总影响度为基准，筛选出主要影响参数为：S_a、S_q和S_sk;3)回归模型相对于椭球微凸体接触算法，相对误差在10%以内，且计算效率更高，具有一定工程实用价值。     

微凸体分布计算方法对曲面接触预测的影响

为借助Greenwood-Williamson(GW)接触模型开展粗糙表面接触分析，基于微凸体识别的参数定义法和基于随机过程理论的谱矩法都被广泛用于微凸体分布参数计算。为厘清应用不同计算方法产生的接触求解差异，针对粗糙曲面接触，利用快速傅里叶变换重构获得不同统计分布下的粗糙表面随机样本，由三点定义法和谱矩法分别计算仿真样本的微凸体峰点分布参数，对样本开展GW接触分析，得到两种计算方法下接触预测结果，对结果进行了对比讨论，分析了样本表面统计分布参数、高通滤波常数、曲率半径和载荷的影响。最后，通过试验数据对谱矩法的计算偏差进行了检验，对微凸体分布参数计算给出了建议。