均化接触应力的双线性材料刚度优化设计

• 作者: 周意葱 林起崟 张宁静 洪军 杨楠
• 来源期刊: 机械工程学报
• 学科: 工学
• 关键词: 装配连接界面 接触应力 分布均匀性 材料刚度优化设计 摩擦行为影响
• 年，卷（期）: 2022,（1）
• 所属期刊栏目: 数字化设计与制造
• 页码范围: 212-220
• 页数: 9页
• 分类号: TG156
• 语种: 中文
• DOI: 10.3901/JME.2022.01.212

摘要

装配连接界面是承载和保障机械装备实现既定功能的载体,其连接界面接触应力分布均匀性是影响机械装备磨损、疲劳、裂纹的关键因素,对机械装备高性能服役具有"锚定"作用.为改善连接界面接触应力分布均匀性,开展了材料刚度优化设计研究.首先,以接触应力方差为目标函数,以弹性模量为设计变量,基于渐进优化原理,构建了一种材料刚度优化设计方法.然后,分别针对有无摩擦工况下两个典型接触问题开展了材料刚度优化设计.结果 表明,材料刚度优化可大幅降低接触应力方差,验证了本方法在提升连接界面接触应力分布均匀性上的有效性.进一步研究不同问题、不同摩擦因数取值下摩擦行为对优化结果的影响,发现摩擦行为的影响程度大小与问题边界、约束等情况密切相关.