基于分形理論的機床導軌摩擦磨損理論研究.pdf

1、機床導軌與工作臺的結(jié)合面是機床整機系統(tǒng)中最重要的結(jié)構(gòu)之一。由于工作臺工作過程在導軌上的滑動，造成導軌表層材料的磨損，導致工作臺運動精度下降，影響機床的整體使用壽命和加工精度，所以機床導軌的耐磨性對機床整體性能而言是十分重要的。
　　本文基于分形理論，通過模型的建立、ANSYS接觸分析以及MATLAB油膜分析，歸納總結(jié)接觸面積、摩擦力、油膜力等變量隨分形參數(shù)的變化規(guī)律，并在數(shù)控機床導軌的摩擦磨損中進行了應用。完成的具體工作如下。

2、r>　　(1)基于分形理論，通過MATLAB對二維和三維W-M函數(shù)的數(shù)值計算，研究分形維數(shù)D和分形粗糙度G與表面粗糙度Ra的關系。結(jié)果表明:隨著分形粗糙度G的增大，表面粗糙度Ra也隨之增大，且增大的速率較緩;而隨著分形維數(shù)D的增大，表面粗糙度Ra卻隨之減小，且減小的速率很快。由此可見分形維數(shù)對曲面的粗糙度影響較大。
　　(2)基于三維W-M函數(shù)建立分形曲面，并提取關鍵點建模，導入到ANSYS中進行粗糙—光滑和粗糙—粗糙兩種情況下的

3、接觸分析，結(jié)果表明:在相同的位移載荷條件下，隨著分形維數(shù)的增加，真實接觸面積比例也逐漸增大;在相同的接觸條件下，材料的抗剪強度越高，其耐磨性更強，提高材料的抗剪強度有利用機床加工精度保持性的提高。
　　(3)基于三維分形曲面，進行等粗糙度變換，并結(jié)合流體動壓潤滑原理，提出了三維油膜壓力計算模型，推導出了分形維數(shù)與油膜壓力和摩擦力的關系式。通過數(shù)值計算，研究了分形參數(shù)對潤滑油油膜壓力及接觸表面摩擦力的影響規(guī)律，結(jié)果表明:隨著分形維數(shù)