研究微织构结合面上的表面形貌参数对结合面法向接触刚度的影响。根据微织构表面的形貌特征,将微织构表面分为织构前表面和织构区域两部分,由分形接触理论计算出织构前表面上微凸体的基本参数,忽略织构区域底部未接触部分,将微凸体在接触载荷作用下的变形分为三个阶段弹性阶段、弹塑性阶段、塑性阶段。由接触力学理论,首先建立织构前表面上单个微凸体的法向接触刚度模型。然后由微观到宏观,结合微织构表面的织构形貌特征,构造整个宏观微织构结合面的法向接触刚度计算模型,研究不同的表面形貌参数对于微织构界面上法向接触载荷、微凸体因载荷产生的变形以及法向接触刚度的影响。经过仿真分析之后,结果表明,当微织构结合面的法向接触载荷不断增大时,结合面的法向接触刚度总体呈单调上升趋势;并且随着织构密度的增加,结合面上由...

表面粗糙度对微动状态下接触面的接触压力和剪切摩擦力有着显著影响。在这项研究中,创建Python脚本将Matlab中利用Weierstrass-Mandelbrot函数构造的分形表面轮廓坐标导入ABAQUS中,并使用样条曲线拟合轮廓坐标,从而构建包含粗糙表面的二维柱面/平面接触模型。采用有限元方法研究考虑粗糙表面接触的接触压力和剪切摩擦力分布,并讨论材料弹性、弹-塑性和载荷幅值对剪切摩擦力的影响。结果表明,粗糙表面的存在导致接触压力分布为非光滑曲线,局部应力集中程度高;当表面粗糙度较大时,接触面上接触压力的分布是离散的。同时发现,不同材料接触副下,剪切摩擦力沿粗糙表面的分布差异明显。

选用PVD-AlTiN涂层硬质合金刀具高速干铣削高强钢AISI4340,采用分形理论,研究了铣削参数对切削力分形特征的影响,指出分形维数是独立于切削力大小,并可描述切削力的稳定性;发现分形维数随铣削速度的增加,出现"高-低-高-低"的趋势,并在试验铣削参数范围内,确定了切削力较为稳定的铣削参数是v_c=320m/min,f_z=0.02mm/z,a_p=0.2mm,a_e=4mm;在较高铣削速度v_c=400m/min和v_c=440m/min条件下,v_c对切削力稳定性的影响即分形维数的大小占主导作用。此研究内容丰富了分形理论在高速切削领域的应用,对高速铣削切削力稳定性的表征具有指导意义。

运用分形理论对滑动轴承粗糙表面进行模拟，研究粗糙表面对其膜厚、压力以及承载力的影响。进一步模拟两向异性粗糙表面，比较轴承圆周及轴向方向上粗糙表面对轴承承载及摩擦性能的影响。结果表明：在一定载荷下，轴瓦表面分形维数越小，尺度系数越大，则轮廓幅值越大，表面轮廓越简单，越难形成润滑膜；表面轮廓幅值对润滑膜压力影响明显，幅值越大，润滑膜压力分布越不平滑，润滑性能越差；表面分形维数越小．特征粗糙度值越大，则承载力越低，摩擦力越大，且圆周方向上的分形维数以及特征粗糙度的影响要比轴线方向的影响大。

分析了矩形静压推力轴承的表面特征以及分形理论中几种模型的特点,结合轴承表面特征提出选用分形插值模型对静压推力轴承表面的平面度与粗糙度进行综合分形模拟。实例验证表明该方法对静压推力轴承表面平面度与粗糙度综合特征的模拟符合真实情况,为静压推力轴承的润滑性能模拟奠定了基础。

针对自动机振动响应信号非线性、非平稳、高冲击的特性，提出基于局域均值分解（LMD）和矩阵分形相结合的自动机故障诊断方法。首先对采集到的自动机各工况信号采用LMD法对其进行分解，对分解得到的分量信号进行广义维数计算，通过广义维数相关系数判断方法选取分量信号，进而构建各工况的样本矩阵，用相关性判断方法计算待检测信号矩阵与样本矩阵之间的相关系数，最后通过对比相关系数的大小来判断故障模式。诊断结果与实际情况完全符合，表明该方法能有效的应用在自动机放障诊断中。

在传统M-B接触模型的基础上,利用三维分形理论,推导三维分形结合面的接触模型,并建立了三维分形接触热导模型。通过仿真分析揭示了法向载荷、分形维数、分形尺度参数、材料特性参数及各参数的耦合对接触热导的影响。仿真结果表明接触热导与法向载荷呈正相关,当2.1≤D≤2.4时,两者存在非线性关系,当2.5≤D≤2.9时,两者趋于线性关系;当2.0

关键词： 分形理论 接触热导模型 接触热阻 材料特性参数 分形参数 数值仿真 点击下载

为了研究齿面微观形貌对齿轮运动稳定性的影响,引入分形理论,通过真实齿面的特征数据,实现圆柱直齿轮齿面形貌的模拟;借助W-M函数、M-B分形接触模型和Hertz接触公式,建立考虑齿面凹凸不平的刚度和阻尼数学模型;分析不同加工方法对齿面法向接触刚度和阻尼的影响,运用MATLAB和ADAMS研究齿面法向阻尼对齿轮啮合振动特性影响的规律。结果表明,齿面微观形貌影响齿轮运动平稳性;加工方法影响齿轮的啮合刚度和阻尼;电化学光整加工与磨削和铣削加工相比,法向接触阻尼更大,更有助于减少齿轮振动,提高齿轮运动稳定性。

在海洋环境中，大部分金属容易与海水介质发生反应而腐蚀，特别是南海海域有着“高温、高湿、高盐”的特点，金属材料在“三高”环境下的腐蚀尤其严重。研究海洋环境下金属表面的腐蚀过程，对深入了解材料表面腐蚀损伤的形成机理和演化过程，以及进一步定量描述金属材料结构性能的退化失效等，都具有重要的理论和实际意义。该文在分形表面基础上，对海水环境下金属腐蚀过程进行数值模拟，研究不同海水浓度下金属材料腐蚀表面形貌特征及其变化规律，为海洋环境下金属腐蚀规律和腐蚀机理的进一步研究提供思路。

针对液压泵故障诊断中特征提取上的瓶颈问题提出了一种基于分形理论的液压泵故障诊断方法.以轴向柱塞泵为例应用Matlab软件通过建立液压泵壳体的振动模型运用分形理论提取特征参数进行液压泵故障分形诊断的研究.结果显示壳体振动信号在一定的尺度范围内具有分形特征不同的状态下关联维数是不同的具有明显可分性.因此关联维数作为液压设备故障诊断的敏感因子是可行的.这种方法简单、直观、易行克服了传统方法分析上故障特征的提取、分析的困难.