刚性圆柱和半平面之间摩擦滑动接触中的应力计算

作     者：冯剑军 谭援强 

作者机构：湘潭大学机械工程学院湖南湘潭411105 

出 版 物：《工程力学》 (Engineering Mechanics)

年 卷 期：2010年第27卷第8期

页      面：40-47页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080102[工学-固体力学] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金项目(50875224) 教育部新世纪人才培养计划项目(NCET06-0708) 湖南省教育厅一般项目(06C835) 

主　　题：摩擦滑动接触 等效应力 主应力 接触压力 剪切牵引力 

摘      要：当圆柱与平面之间产生摩擦滑动接触时,考虑接触表面上切向应力对法向应力的影响,精确求解接触体内应力场的问题还没有得到解决。该文应用Bufler的解,推导了平面内应力场的计算公式,分析了平面内应力的分布,描述了平面内应力分布的特点。结论表明在接触表面上,存在最大拉应力和最大压应力,最大拉应力出现在拖动边的边缘。如果接触平面因拉应力或者压应力引起失效,首先可能会出现在接触表面;第一型裂纹的产生及扩展首先可能会发生在拖动边的边缘。主剪应力和Von Mises等效应力的最大值(当摩擦系数较小时)均会出现在接触平面内部,而且它们的最大值均存在于导向边。因此,接触平面的塑性滑移开始首先可能会发生在接触平面内部,然后才扩展到接触表面。同时,采用有限元方法模拟了圆柱与平面的摩擦滑动过程,把理论计算所获得的应力分布曲线与有限元模拟结果进行了比较,结果说明两种方法所获得的应力分布特点基本一致。这些结论为工程接触问题研究提供了依据。