采用W-M分形函数及实测工程表面粗糙度实现表面形貌数字化表征;在考虑热力耦合、接触界面摩擦热流耦合、材料弹塑性变形、微凸体间相互作用等基础上,系统研究了摩擦副材料不同变形特性下实际接触面积及粗糙实体接触压力、应力、应变等随滑动时间变化规律,发现恒定载荷摩擦过程中,由于微凸体离散、形状和高度的变化及热力耦合作用,摩擦表层会产生交变接触压力、应力和摩擦力,这为疲劳磨损提供了变应力的理论依据;而邻近接触微凸体间相互作用对各量的影响是间断性的,这种间隔与附近微凸体从独立到相互影响有关各量在接触微凸体间相互作用的影响下发生明显波动后趋于稳定,直至新的接触微凸体进入影响而再次发生明显变化,后再趋于稳定,此脉冲式影响将造成接触区域等效塑性应变累积,最终造成材料疲劳磨损和塑变磨损。同时研究了不同运动形式对粗糙表面滑动摩擦热动力学的影响在转动滑动摩擦中,不同接触区域表面温度、应力及其沿厚度方向变化梯度不同,相对滑动方向靠后接触区域各量变化梯度更大。旋转实体盘接触区域在移动热流冲击和对流换热交替作用下,温度呈锯齿形周期性波动,其波动频率与盘所转圈数有关,幅值与接触微凸体位置、形状、承载、变形等有关。
英文主题词rough; elasto-plastic; thermo-mechanical coupling; interaction between asperities; varying stress