使用确定性多微凸体模型研究的粗糙球体弹性接触

在本文中我们使用确定性多微凸体模型来研究粗糙球体的弹性接触。具有可控谱的综合粗糙表面被用于识别各个微凸体、其位置与曲率。该确定性分析既能捕捉单个粗糙表面的特定变形模式，也能捕捉涉及对大量粗糙度实现取平均的统计变形机制。识别出两种接触面积增长机制：在轻载荷下单个微凸体尺度的 Hertz 机制，以及较高载荷下涉及多个接触微凸体的线性机制。机制间的转变发生在依赖于第二和第四谱矩的载荷处。研究表明，在轻压入下界定接触区域的圆周半径总是明显大于 Hertz 接触半径。因此这表明在轻载荷下接触问题中不存在尺度分离。特别地，几何形状至少对于大于一个标准粗糙度偏差的逼近而言不能脱离表面粗糙度单独考虑。