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题名基于自适应罚因子的变摩擦接触磨损计算方法
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作者
卢恒啸
李燕
冯志强
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机构
西南交通大学力学与航空航天学院
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出处
《力学学报》
北大核心
2025年第6期1515-1528,共14页
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基金
国家自然科学基金资助项目(12372142).
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文摘
磨损广泛出现在各种物体的相互接触中,准确且高效地模拟物体的接触磨损行为对研究磨损危害及其预防至关重要.文章基于罚函数接触算法和Archard磨损模型,结合考虑常数、线性和指数压力相关摩擦系数的库伦摩擦模型,构建了一个包含几何非线性、材料非线性和边界非线性等复杂非线性因素的接触磨损数值模拟方法.为了提高变摩擦系数模型的效率和精度,提出了变摩擦自适应罚因子(VFAPF)算法,并将其应用于线弹性材料和Mooney-Rivlin超弹性材料的接触磨损行为仿真分析中.研究结果表明:相比于自适应罚因子(APF)算法,VFAPF算法在变摩擦大滑移问题中具备更好的精度稳定性,当弹性滑移量占主导时,虽效率有小幅下降(约12%),但精度的提升效果更明显(约62%).针对线弹性材料的小滑移接触磨损问题,尽管3种摩擦系数模型在磨损量和应力分布上存在差异,但对磨损位置和接触压力的影响较小.相比之下,在Mooney-Rivlin超弹性材料的大滑移接触磨损问题中,3种摩擦系数模型在磨损量、磨损位置、接触压力和应力分布方面均表现出显著差异,其中线性摩擦系数模型的差异性最突出.
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关键词
接触磨损
压力相关变摩擦系数
vfapf
算法
Mooney-Rivlin
超弹性材料
大滑移问题
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Keywords
contact wear
pressure-dependent variable friction coefficients
vfapf algorithm
Mooney-Rivlin hyperelastic material
large-sliding contact problems
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分类号
O343.3
[理学—固体力学]
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