机械工程学报

作者：白玉柱, 郭飞, 穆罕默德·伊姆兰, 索双富, 贾晓红

单位：清华大学高端装备界面科学与技术全国重点实验室 北京 100084

关键词：40Cr钢,接触刚度,仿真分析,机械结合面；

基金：国家重点研发计划资助项目(2017YFF0108100)。

由于40Cr钢有较高的强度和韧性，在高精度设备制造中得到了广泛应用和重视。40Cr钢结合面微观接触机理的研究具有重要的实际应用价值。通过磨削加工方法获得40Cr钢粗糙表面, 白光干涉仪采集表面形貌数据，拟合微凸体轮廓参数，重新构建微凸体仿真轮廓，结合高斯分布函数分析微凸体高度分布，建立了抛物线y=cx2柱状微凸体法向接触刚度模型。设计法向接触刚度实验平台，测试40Cr钢磨削加工表面法向接触刚度值。将测试获得的法向接触刚度实验值与柱状微凸体模型仿真值对比分析，结果两者很接近，误差小于10%，证实了新模型的实用性。通过与三种典型模型在不同粗糙度尺度下的比较，证明了该模型的优越性。抛物线y=cx2柱状微凸体法向接触刚度模型，对40Cr钢粗糙表面接触动态、静态特性的预测和仿真研究提供了一种新理论模型。

来源：2026年第1期

《机械工程学报》期刊编辑部

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