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相似文献
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1.
粗糙表面法向接触刚度的分形模型   总被引:6,自引:1,他引:5  
提出了以往有关粗糙表面法向接触刚度理论研究工作的缺陷与不足,并在一定的前提假设下,基于球体与平面的接触理论和粗糙表面的分形接触理论,从理论上给出了具有尺度独立性的粗糙表面法向接触刚度分形模型,并进行了数字仿真研究。  相似文献   

2.
采用删除原子法对纳观粗糙表面的建模进行了研究.研究表明:利用含有原子、晶格等信息的标准data文件,根据边界特性删除原子,结合分形理论,可建立出具有分形粗糙特征的纳观模型.由W-M分形函数决定的粗糙表面,以最小的晶面距离作为扫描间距时,易出现含有孤立原子列的不合理结构,为了后续粗糙面纳观摩擦接触模拟分析,可通过傅里叶变换及滤波处理消除孤立的原子列,但滤波处理会导致某些分形特征的消失,通过适当增大滤波器的通带半径,再利用能量最小化的方法优化初始结构,可保留粗糙面原有的分形特征.试验表明,该方法能有效建立与实际表面相符的纳观分形粗糙面数字化表征模型.  相似文献   

3.
分形理论在摩擦学研究中的应用   总被引:29,自引:9,他引:20  
采用尺度独立的分形参数可使粗糙表面和磨屑形貌的表征简单明了,并使表征具有唯一性,易于识别;基于分形参数所建立的摩擦学研究模型的预测结果可望不受测量仪器分辨率和取样长度的影响,因而比传统的基于统计分析的模型更为合理和有效。综述了分形几何在粗糙表面的表征,接触,磨损预测和摩擦温度分布以及磨屑定量分析等方面的应用现状和发展,指出了用分形理论研究摩擦学问题时应注意的着重点。  相似文献   

4.
为建立更为精确的粗糙表面接触模型,根据微凸体变形特征、分形理论以及摩擦的作用,从微观角度基于基底长度建立了粗糙表面分形接触模型.通过与其他粗糙表面接触模型和实验数据的比较,验证了本文模型的正确与合理,并由数值仿真分析了分形维数、接触载荷与真实接触面积之间的相互关系.分析结果表明:特征尺度一定时,要维持一定的真实接触面积,分形维数越大,所需要的力也越大;分形维数与特征尺度一定时,随着载荷的增加,接触面积也在增加;特征尺度与接触力一定时,随着分形维数的增大,真实接触面积在减小.该模型的建立为进一步研究粗糙表面的摩擦、磨损与润滑提供了理论依据.  相似文献   

5.
基于三维分形理论,建立了考虑摩擦系数和微凸体相互作用的粗糙表面接触热导分形模型,并且考虑了微凸体的弹性变形、弹塑性变形和完全塑性变形. 通过该模型,分析了摩擦系数、分形维数、分形粗糙度和接触载荷对热接触热导的影响. 研究结果表明:接触热导随着摩擦系数和分形粗糙度的增大而减小,随着分形维数和接触载荷的增大而增大. 该研究为开展接合面的热传递提供了一定的理论基础.   相似文献   

6.
杜守继  孙钧 《力学季刊》1997,18(1):10-21
自然形成的岩石节理面的表面形状具有分形特性,利用分形理论来描述岩石节理的粗糙特性,并确立与岩石节理面的剪切力学特性间的关系对于指导岩体工程设计,和管理具有重要一研究利用开发设计的三维激光测距仪在精确测定岩石节理面的表面形状4 基础上,依据变量图法建立了 岩石节理面的  相似文献   

7.
岩石节理面在剪切中表面损伤的分形演化   总被引:2,自引:0,他引:2  
通过剪切实验,对岩石节理的表面损伤演化进行了研究,探讨了描述节理粗糙面分形维数D和截距A在剪切过程中的变化规律,提出岩石节理表面损伤的分形演化经验公式.  相似文献   

8.
岩石节理面在剪切中表面损伤的分形演化   总被引:3,自引:0,他引:3  
王金安  谢和平 《力学与实践》1997,19(4):56-58,55
通过剪切实验,对岩石节理的表面损伤演化进行了研究,探讨了描述节理粗糙面分形维数D和截距A在剪切过程中的变化规律,提出岩石节理表面损伤的分形演化经验公式.  相似文献   

9.
黄仕平  陈枭  萧明强 《力学学报》2023,(7):1484-1492
任何物体间的表面摩擦均可看成是粗糙面间的摩擦,且大部分粗糙表面具有分形特征.为探究分形粗糙表面的摩擦行为,利用分子动力学-格林函数法(GFMD)建立微观分形粗糙表面模型,采用位移加载控制分形粗糙表面的接触和摩擦过程,并根据广度优先搜索算法识别接触团簇分布.之后分别计算原子尺度、接触团簇尺度和界面尺度下的最大摩擦系数与摩擦力,并利用影响矩阵法研究摩擦过程中接触团簇之间的相互作用,分析接触团簇之间的距离和面积对相互作用的影响.结果表明:在摩擦过程中,摩擦系数从小尺度到大尺度逐渐减小;摩擦力随位移呈现周期性波动,接触团簇并非同时达到最大摩擦力,而是发生局部滑移,整体滑移模型预测的摩擦力是分子模拟结果的上限值;所提出的影响矩阵法可以较好地模拟接触团簇之间的相互作用,利用影响矩阵计算得到的最大摩擦力与GFMD模型结果基本一致,而不考虑局部滑移影响计算得到的最大摩擦力比GFMD模型结果大20%,并且接触团簇之间的相互作用与距离成反比,与面积成正比.结果可为粗糙表面的界面分析和优化提供理论依据.  相似文献   

10.
粗糙表面的分形特征与分形表达研究   总被引:93,自引:14,他引:79  
得用触针轮廓仪和数据采集系统对磨削和车削表面的粗糙轮廓曲线进行了测量,并就粗糙表面的分形特征作了分析与讨论,同时还提出了粗糙表面的特征粗糙度概念及其定义,并将其用表面粗糙度水平的表述。  相似文献   

11.
I.IntroductionFI.actillilltcrpolationwastlrstpEltforwardbyunA]ncrica1llathematician,M.F.Barllsley.in1986.ItgivesanewInethodologytardataf'ittillg,whichnotonlyopedsupanewresearch11eldfol'tilnctiollappl'oachingtheory,butalsoprovidespowerfultoolsforcolnptltcrgraphicsThistool'sapplicabilityisnowfilllyappreciated.Theuseoflinearfunctions,polynomialfunctionsandSurtllcespringfunctionstoestablishvariousmeterialobjectmodelsinreallifefi-omtraditionalEuclideangeometryisnowcommonpractice.Theavailabilit…  相似文献   

12.
锡基巴氏合金磨损表面的分形与磨损率   总被引:7,自引:1,他引:6  
贺林  朱均 《摩擦学学报》1998,18(3):209-214
利用结构函数分析法研究了滑动摩擦学系统中金属磨损表面轮廓线的分形特性。结果表明:磨损表面轮廓线在小于Sm的尺度上具有分形结构。采用结构函数法可以方便地确定粗糙表面轮廓线的分形参数,即垂直于滑动方向上磨损表面轮廓线的分维D可作为磨损表面分维的特征值,它与金属磨损率的变化有着密切的关系,最佳分维Dopt值对应于材料的最低磨损率。  相似文献   

13.
Recently, the real contact area and the compliance and electrical resistance for a rough surface defined with a Weierstrass series have been studied under the assumption that superposed self-affine sine waves had well separated wavelengths, extending the celebrated procedures pioneered by Archard [Archard, J.F., 1957. Elastic deformation and the laws of friction. Proc. R. Soc. Lond. A 243, 190–205]. Here, more realistic fractal rough surface profiles are considered, by using the Weierstrass series with random phases, and with much lower separation of the various scales, using a full or a hybrid numerical/analytical technique. A non-linear layer algorithm is developed which is a very efficient approximate tool to study this problem, avoiding the need for averaging over various realizations of profiles with random phases. The multiscale problem is solved by a cascade of 2-scales problems, each of which is solved with a few elements for an imposed contact area, deriving load as a function of indentation and the conductance by differentiation using Barber’s analogy theorem.Dimensionless results for the conductance as a function of applied pressures show that the conductance seems to be close to a power law at low loads, and is nearly linear at intermediate loads (following the normalized single sinusoidal case except at the origin). At high loads, the conductance becomes strongly dependent on fractal dimension because of weak dependence on the contribution of small wavelength scales (higher order terms in the series). Since roughness tends to be squeezed out, the conductance tends to increase more than linearly (more so, the smaller is the fractal dimension). However, another limit could be found in terms of the finite size of the specimen, which may suggest reaching a finite limit. The resulting curves could then be sigmoidal, as confirmed by qualitative comparisons with experiments in the literature.  相似文献   

14.
Driver comfort on rough terrain is an important factor in the off-road performance of wheeled and tracked ground vehicles. The roughness of a terrain has typically been quantified by the U.S. Army as the root-mean-square elevation deviation (RMS) of the terrain profile. Although RMS is an important input into many mobility calculations, it is not scale invariant, making it difficult to estimate RMS from low resolution terrain profiles. Fractal parameters are another measure of roughness that are scale invariant, making them a convenient proxy for RMS. While previous work found an empirical relationship between fractal dimension and RMS, this work will show that, by including the cutoff length, an analytic relationship between fractal properties and RMS can be employed. The relationship has no free parameters and agrees very well with experimental data - thus providing a powerful predictive tool for future analyses and a reliable way to calculate surface roughness from low-resolution terrain data in a way that is scale invariant. In addition, we show that this method applies to both man-made ride courses and natural terrain profiles.  相似文献   

15.
粗糙表面分维计算的立方体覆盖法   总被引:16,自引:0,他引:16  
针对三角形棱柱表面积法和投影覆盖法在计算粗糙表面分形维数中存在的问题,提出了计算粗糙表面分维的立方体覆盖法,对计算结果进行了对比分析,并进一步对表面分维计算中的有关理论问题进行了分析,发现立方体覆盖法作为一种几何意义上的覆盖法,并计算结果比三角形棱柱表面积法和投影覆盖法更接近实际。  相似文献   

16.
岩石分形节理粗糙性对应力场影响的光弹模拟研究   总被引:2,自引:0,他引:2  
谢和平  谢卫红 《实验力学》1996,11(2):161-169
节理的粗糙性是影响岩体力学特性的重要因素。现有的众多的研究结果表明:不规则的节理面具有很好的自相似特征,可以用分形几何去描述,节理面的分形维数是表征节理面粗糙度(JRC)恰当的统计量。基于以上观点,为了能够精确地控制节理面的粗糙性,本文以Mandelbrotweierstrass函数生成不同分维的分形曲线来模拟实际的粗糙节理面,制成光弹实验试样进行多组的单压和压剪实验,通过光弹条纹和接触点的变化来研究不规则的节理对于岩体变形,应力场的影响,得出了一些有益的结论.  相似文献   

17.
IntroductionFractalinterpolationmethodisnumericalmethodinthefractalgeometryusingiteratedfunctionsystem (IFS) ,itisdifferentfromtraditionalinterpolationmethod .M .F .Barnsely[1,2 ]firstgavethismethodandresearchedthecontinuityandthefractaldimensionofinterpolat…  相似文献   

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