在赫兹提出经典接触问题解答以来,人们不断探求摩擦学的新理论,且随着计算机仿真技术的不断发展,特别借助于CAE(计算机辅助工程)仿真技术的最新成果,人们对摩擦学研究和机械设备可靠性分析的要求也越来越高,因而摩擦学仿真引起了研究者们越来越多的重视。以往摩擦磨损试验方法能在一定程度上分析得到工程材料性能的良好结果,但是试验本身很复杂,耗时耗力,试验的结果也很难移植。如今这部分试验工作可通过计算机仿真来辅助分析或代替。摩擦学仿真技术能根据一定的仿真磨损模型,对模型中的参数进行比较准确的模拟,从而提前预测机械零件的磨损状况,达到准确选择材料、最佳材料匹配、优化机械零件设计及延长零件寿命等目的。 本文以计算力学及接触力学为理论基础,对典型磨损试验—销盘磨损试验进行有限元模拟,分析材料接触处的应力分布、接触变形情况,并采用计算机仿真与参考数据进行比较分析,实现各工况下接触应力和磨损量的仿真。本论文主要完成如下工作: 1)采用计算力学和接触力学理论推导出接触计算模型。根据推导的计算模型经计算机编程实现其接触应力的数字仿真。同时利用有限元分析程序FEAP仿真得到在一定载荷下销盘接触变形情况、接触应力分布曲线图,以此应力曲线预测零件的磨损情况。 2)根据典型实验仿真结果和Archard磨损模型的特点,建立磨损阶段的力学模型并计算,根据计算出来的结果与参考数据测得的结果相比较,修正仿真模型参数。 3)开发出基于FEAP有限元程序的磨损计算平台,为相关软件的磨损计算开发提供有利的借鉴,该仿真平台最主要任务就是分析仿真模型在各种工况下的干摩擦磨损量。