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中文摘要：
通过试验和数学方法寻求准确、科学地描述从宏观到微观粗糙表面形貌的有效方法。运用有限元方法和无网格方法研究在表面效应和尺度效应作用下，微观尺度下的各种因素（如粗糙表面、弹塑性变形、热效应等）影响下的接触力学行为。研究宏观-微观多尺度相互作用理论，实现尺度间物理量的有效传递和关联。建立求解宏观-微观热弹塑性接触问题的多尺度级进数值计算模型和计算方法。从而为研究微观接触失效机理，指导微机电系统设计提供有效理论和方法。
结论摘要：
针对实测真实粗糙表面，应用有限元方法、无网格伽辽金方法以及分子动力学方法，较全面的研究了宏观-微观接触问题。计算模拟过程中，考虑了弹塑性变形、热效应影响、材料属性温度相关特性以及不同表面形貌影响，使得模拟结果更趋于真实情况。通过无网格法解与有限元法解比较发现不恰当的有限元网格划分会造成接触压力的数值震荡问题。探讨了三种金属材料的粘弹性接触问题，为深入研究微纳观接触机理提供了基础。建立了自适应粗糙表面弹塑性接触模型，运算时间减少48%。提出了基于应变能梯度的自适应无网格伽辽金方法，自适应加密计算耗费为整体加密的18.6%。研究了纳观接触问题，并在分子动力学模拟过程中计入了粘着效应的影响。此外，对有限元与分子动力学耦合的多尺度方法进行了初步研究，为今后的研究奠定了基础。本项目研究具有广阔的应用前景。项目培养博士生3名，硕士生7名，其中1名博士生获得德国洪堡奖学金，2名博士生先后赴美国西北大学进行一年的访问学者研究与两年的联合培养，1名博士生将赴英国斯詹斯克莱德大学进行一年的联合培养。本项目出版专著1部，发表论文32篇，SCI索引2篇，EI索引9篇，ISTP索引2篇。
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