[发明专利]一种凸面型压头与弹性体接触的分析方法

权利要求书

1.一种凸面型压头与弹性体接触的分析方法，应用于触觉识别；其特征在于，包括以下步骤：

1）将弹性体按照是否与压头发生接触进行划分为若干部分；

2）根据初始的边界条件给定划分的若干部分弹性体对应的边界条件，同时划分的交接处要满足连续性条件，所述若干部分包括与压头接触的接触区域及与压头不接触的非接触区域；

3）根据上述若干部分弹性体对应的边界条件和连续性条件使用D-S计算求解弹性体划分的各个部分的位移函数和应力函数；

4）将接触区域顶部的位移函数及非接触区域顶部的位移函数合并成一个整体的位移函数；

5）将步骤4）中合并得到位移函数作为整个弹性体的边界条件进行D-S计算，得到接触区域顶部的位移函数和应力函数，及非接触区域顶部的位移函数和应力函数；

6）根据步骤5）的应力函数判断非接触区域的顶部正应力和切应力是否均接近于0；若是，执行步骤10） ；若不是，执行步骤7） ；

7）将非接触区域顶部应力分别取反后作为各自的边界条件进行D-S计算，得到非接触区域顶部的位移函数和应力函数；

8）将步骤5）与步骤7）非接触区域顶部的位移函数叠加作为非接触区域顶部的位移，并计算非接触区域与接触区域交接点的位移，将该交接点的位移添加到压头的外廓函数作为接触区域的位移；

9）回到步骤4）；

10）根据接触区域顶部及非接触区域顶部位移函数和应力函数求需要的量，包括作用力。

2.如权利要求1所述的分析方法，其特征在于：所述步骤3）中的D-S计算包括以下步骤：

3.1）分别设定所述若干部分的f(z)函数；

3.2）依据位移和应力与f(z)函数的关系确立位移函数和位移函数关于z的表达式；

3.3）根据边界条件和连续性条件获得方程式；

3.4）对方程式进行傅里叶积分并进行求解；

3.5）将求解得到的位移和应力参数代回位移、应力关于z的表达式得到位移函数和应力函数。

3.如权利要求1所述的分析方法，其特征在于：所述步骤7）中的D-S计算包括以下步骤：

7.1）设定弹性体整体的f(z)函数；

7.2）依据位移和应力与f(z)函数的关系确立位移函数和位移函数关于z的表达式；

7.3）根据边界条件获得方程式；

7.4）对方程式进行傅里叶积分并进行求解；

7.5）将求解得到的位移和应力参数代回位移、应力关于z的表达式得到位移函数和应力函数。