DOI: 10.18698/0236-3933-2016-2-79-90
УДК 539.3:519.6
О ВОЗМОЖНОСТИ ПОЛНОГО СМЯТИЯ МИКРОНЕРОВНОСТЕЙ
ЭЛЕМЕНТОВ ШЕРОХОВАТОСТИ ТЕЛ ИЗ УПРУГОПЛАСТИЧЕСКИХ
МАТЕРИАЛОВ
М.В. Мурашов
,
С.Д. Панин
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, Российская Федерация
e-mail:
murashov@bmstu.ruДля предсказания теплового состояния конструкций точного приборостроения
требуется учитывать структуру шероховатости контактирующих поверхно-
стей. В моделировании теплового контакта шероховатых тел из металличе-
ских материалов не решенным оставался вопрос о необходимости применения
многоуровневых моделей шероховатости, в том числе фрактальных. Если эле-
менты шероховатости более высокого уровня не сглаживаются полностью при
прижатии, то смогут оказывать влияние на процесс контактирования. Для
проверки такой ситуации с использованием конечно-элементного программного
комплекса ANSYS решены две модельные задачи упругопластического деформи-
рования пирамид как объектов, подобных выступам шероховатости. Показа-
но, что микронеровности на поверхности бугорков шероховатости не исчеза-
ют даже при существенном деформировании самих бугорков, на которых они
расположены. Причиной этого является совокупность формы элементов ше-
роховатости и упрочнения материала, а следствием — уменьшение площади
фактического контакта.
Ключевые слова
:
контакт, шероховатость, метод конечных элементов, упруго-
пластическая деформация, ANSYS.
ON THE POSSIBILITY OF COMPLETE ROUGH SURFACE
OF ASPERITIES CRUMPLING FOR AN ELASTOPLASTIC BODY
M.V. Murashov
,
S.D. Panin
Bauman Moscow State Technical University, Moscow, Russian Federation
e-mail:
murashov@bmstu.ruTo predict the thermal state of precision instruments constructions, it is necessary to
take into account the structure of roughness of the contacting surfaces. A necessity
of using the multilevel roughness models, including the fractal ones, in modeling the
thermal contact of rough bodies made of metallic materials, remained questionable.
If higher level roughness elements are not completely smoothed under the pressure,
they can influence the contact process. To test this possibility, in the present study we
use the finite element software ANSYS and solve two model problems of elastoplastic
deformation of the pyramids, as objects similar to asperities. It is shown, that rough
elements on asperities surfaces do not disappear even with substantial deforming
of the asperities on which they are located. The reasons for this are the form of
asperities and material hardening, while a consequence is reducing the real contact
area.
Keywords
:
contact, roughness, finite element method, elastic-plastic deformation,
ANSYS.
В начале XX в. выяснилось значительное влияние на температур-
ное состояние ряда изделий наличия контакта шероховатых поверхно-
стей между деталями составной конструкции. В 1930-е годы в работах
ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Приборостроение”. 2016. № 2 79