一种滑动摩擦弹性非相似接触问题直接求解方法研究

针对传统方法在求解滑动摩擦条件下弹性非相似接触问题时存在多项式积分过多的问题,提出了一种直接求解方法。建立了弹性非相似体接触问题的模型,用修正的高斯-雅可比积分公式求解奇异积分方程,可求得接触表面上的接触应力和与疲劳相关的平面应力。因计算中不含积分过程,所提方法能更有效、更直接地求解滑动摩擦条件下弹性非相似接触问题,且计算过程可用于其他类型的接触问题。用一个算例,通过与精确解的比较验证了方法的有效性。计算了圆柱型压头与弹性半平面在滑动摩擦条件下的接触应力分布实例,分析了摩擦因数对接触表面应力分布的影响规律,探讨了接触表面产生裂纹的可能原因。结果发现:接触面的摩擦效应导致接触区质心向接触区尾翼偏移,偏移量随摩擦因数增大而变大,这会产生偏移力矩,而法向接触力与接触区长度近似呈抛物线型的变化关系。研究对设计实际工程中具抗疲劳性能的零部件有理论价值和指导意义。