基于界面元法的机械结合部静动态特性研究

汤金金 杨天辉

摘要：日前我国经济大力发展的同时，整个国家的各个行业也在飞速的发展，例如国家的制造业、航空航天业等都达到了全球的超高水平，手中也握有大量的自主研发的专利等。尤其是我国的机械制造业，更是以其高一流的制造、高一流的质量、高一流的生产速度著称。在机械制造的过程中，其高质量、高精度是他的显著特点，机械结合部更加是整个机械制造过程中非常重要不可忽略的一环，本文旨在通过界面元法这一制造方法来向大家介绍关于机械结合部的静动态的有关研究。

关键字：界面元、机械结合部、相关研究

1.引言

关于机械结合部的研究，前人已做过非常多的文献报告以及相应的措施和方法等，而随着如今科技的进一步和更深一层的研究，我们目前也得到了一种相对新型的研究方法，那就是界面元法。那么到底什么叫做界面元法呢，顾名思义，界面元法就是在机械结合部的制造过程中，通过控制他的界面的相关元素来精确的定义和把控机械制造过程中的精准度，用界面元来模拟机械制造中不连续、不准确的的接触面，并且结合相应的宏观特性和微观表象来研究机械结合部的相关信息。

2.机械结合部的现状

机械结合部不是简单的一个部件的问题，而是有许多复杂细小的问题组成的，也受到许多其他因素的影响，例如整个机械结合部的材料构成，是由什么材料组成的，还有结合部部位的整体形状，也就是其外貌，咬合形状之类，还有结合部部分的承受力，所指定的最大承受力和其对应的尺寸大小，若是太大或者太小都不能够达到所需要的要求以及对应的功能，所以在机械结合部的方向研究上，确实是需要做大量的调研以及测验，以便得出最能够适应的机械结合部。

实际上，结合部的主要问题就是研究他的表面之间的接触的大小、角度、方向等问题，关于结合部的这些特性的问题的研究可以从很远很远的过去开始谈起，这就是在我们之前的科学家们辛苦研究开发的结果。远在十九世纪，赫兹就已经开始设计研究有关两个接触面的曲面弹性的问题，赫兹的研究在上两个世纪就为我们后人奠定了接触力学的基础。在二十世纪的同时，又出现的新的伟大的科学家对接触力学有了进一步的研究，新时代的科学家根据两个物体接触表面的外观形状的特点，奇思妙想，进一步的研究出一种新的模型，这就是流传在世的GW模型，这种模型在时代的发展背景下，对于粗糙表面的研究加深了一个深的层次。

对于结合部特性的相关参数的研究，主要是需要通过成千上百次的实验将结合部的各种对应参数从结合部中拆分出来，这样才能够得到更加精准的结合部参数，将实验结果划定在一个相对准确的结果范围中。

3.机械结合部的特性研究

为什么需要专注于研究结合部的特性呢，因为结合部的特性研究的根本目的就是为了能够更好的应用于工程之中，也就是说需要在机械制造的静态和动态之中去研究他的工作实质，来判断未来如何根据这个已知结果的因素来重新界定静态和动态之间的基本要素。

随着计算机应用技术的发展，机械制造行业的生产主要因素也由传统的学习西方的工艺变为了自己研发的工业，而采用实验所收集到的数据来进行数据分析，这样就可以更加精确的描述出机械部的静态和动态的特性，但就目前的情况来看，即便是最先进的发达国家的科学研究者，也没有办法准确的建立模型来描述机械部的静態和动态条件。

4.界面元法的研究

界面元法是一个新型的研究数学物理知识方面的模型，这种模型的计算方式与传统的计算方式不同，主要是以复杂的结构面与接触面的接触的形态来计算，与整个物块的形体特征无关。

根据我国的科学家的研究，界面元法能够同时在连续介质和非连续介质还有两种不同的混合物质之间应用。除去这种适应度高的优点之外，界面元法在解决其他问题的方面上也有着自己独特的优点，例如经过了几百年的发展，界面元法已经发展的日趋成熟，理论方面的成熟也证明了他的真实性和可靠性，还有计算方法的简便性，对比其他情况复杂的计算问题，界面元法以其相对简单的算法深得现代科学家的喜爱。

5.主要研究工作

为什么机械结构的结合部要选取界面元法作为主要的研究方法呢？其原因主要是由于机械结构部的特点决定的，他具有连续-非连续的特征，并且根据很久很久以前的科学家的研究理论来考虑，界面元法更加能够推导出机械结构部的有效参数，从而对整个机械行业的研究方向有非常大的帮助。其次，根据这种方法构建出的数学模型，能够更好直观的让人们清晰的看到机械结合部的静态材料参数。此外也可以更加简单便捷的验证机械结合部静态特性的准确性和易用性，使得未来的机械发展行业可以想着更快更好的方向发展。

6.结束语

随着机械制造行业的高速发展，科技也相应的有了更好的发展，对比过去的实验条件、实验方向、试验手段等，现在因为科技的高速发展，对机械制造设备的整体性能的要求也越来越高。同时，机械结构部作为机械结构中最最重要的一部分，具有非常关键的作用性。希望未来的科学研究能够更加精准精密，在对机械结构部的界面元法的研究上更加严密，广泛的推进界面元法的应用。

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