[发明专利]一种包含微观表面形貌的结合面接触性能分析方法

摘要

本发明公开了一种包含微观表面形貌的结合面接触性能分析方法，提高了网格划分质量和求解效率，改善了粗糙表面接触性能预测的准确性和可靠性。通过激光共聚焦显微镜测量实际表面或利用三维形貌数字化模拟方法获得粗糙表面，提取3D粗糙表面形貌的高度矩阵，利用点云处理方法将3D粗糙表面离散成有限元软件容易提取的高度矩阵文件，将其导入有限元软件中生成结合面每一连接表面的微观形貌，利用有限元软件关键点的平移和坐标修改功能，建立考虑微观表面形貌的体模型，通过网格控制的方法，对体模型进行六面体网格划分，构建两3D粗糙表面接触的有限元接触模型，逐步施加位移和力载荷边界条件，对结合面的接触特征进行分析。

主权项

一种包含微观表面形貌的结合面接触性能分析方法，其特征在于，包含下述步骤：1)通过激光共聚焦显微镜测量实际表面或利用三维形貌模拟方法获得高斯或非高斯粗糙表面，提取3D粗糙表面形貌的高度矩阵为Z(m,n)，其中m、n分别表示x、y方向取点的数目；2)以步骤1）中获得的微观表面形貌为对象，选取适宜的间距，利用点云处理方法将3D粗糙表面离散成有限元软件容易提取的txt文件；3)利用步骤2）生成的三维点的txt文件，导入有限元软件中生成点云模型，利用有限元的双重循环命令，连接X/Y方向相邻四点，生成微观面片群，获得结合面每一连接表面的微观形貌；4)以步骤3）生成的两组粗糙表面为基础，通过平面拉伸，并利用有限元软件关键点的平移和坐标修改功能，构建一组考虑连接表面微观表面形貌的体模型；5)以步骤4）生成的体模型为基础，通过线网格控制的方法，对体模型进行六面体网格划分；6)以步骤5）生成的网格模型为基础，定义结合面接触对，固定下连接体下表面z方向的位移，通过对上连接体上表面位移约束施加载荷边界条件，构建两3D粗糙表面接触的有限元接触模型，并进行结构静力求解，观测连接结合面的接触载荷和接触压力分布规律。