ФРАКТАЛЬНАЯ МОДЕЛЬ КОНТАКТНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ СЛАБОНАГРУЖЕННЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ

Адекватная оценка контактного взаимодействия шероховатых поверхностей при малых номинальных контактных давлениях (до 2 МПа) невозможна без учёта микрогеометрии сопряжённых поверхностей, а сложная картина образования фактических пятен контакта требует применение имитационного моделирования контактного взаимодействия реальных 3D карт инженерных поверхностей или их моделей, которыми являются фрактальные поверхности. Описание фрактальной поверхности требует знания фрактальной размерности профиля D (поверхности DS = D + 1) и параметра фрактальной шероховатости G. Эти фрактальные параметры определяют такие структурные особенности модели поверхности, как радиус кривизны верхней части выступа и критерий перехода от пластической деформации выступа к упругой. Контактное взаимодействие фрактальной поверхности с гладкой жёсткой плоской поверхностью предполагает, что вследствие наличия субшероховатости на наноуровне вначале происходит пластическая деформация субмикронеровностей, а затем по мере увеличения нормальной нагрузки происходит формирование упругого пятна контакта. В статье рассматривается случай, когда описание модели поверхности потребовало использование еще одного параметра – размерности DXY пятен контакта, которое включает число неровностей, находящихся в контакте с площадью, больше выбранной. Известные фрактальные модели Маджумдара-Бхушана и др. предполагают, что размерность поверхности и DXY численно совпадают друг с другом, что не является истиной. В статье дано сравнение результатов моделирования для случаев, когда рассматриваемые фрактальные размерности имеют разные и одинаковые значения, и показана величина ошибки при оценке нагрузочной способности контакта сопряжённых поверхностей.