黃文強(qiáng) 李衛(wèi) 毛飛宇 黃平

(華南理工大學(xué) 機(jī)械與汽車工程學(xué)院，廣東 廣州 510640)

在機(jī)械工作領(lǐng)域，機(jī)器零件接觸表面通常從靜態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閯討B(tài)。此時，接觸表面的性質(zhì)(如應(yīng)力場、潤滑層、磨損等)改變，會影響表面摩擦性能以及機(jī)器零件的使用壽命?？梢哉J(rèn)為，研究表面過渡過程中這些性質(zhì)隨著接觸狀態(tài)的變化有著重要的意義，尤其是接觸應(yīng)力場的演變，因?yàn)樵撘蛩貨Q定工作表面的損傷趨勢[1]。

在接觸應(yīng)力分布的研究中，通常強(qiáng)調(diào)接觸過程的應(yīng)力集中。尋找應(yīng)力集中區(qū)域的目的是闡明接觸的機(jī)械性能，并解釋在零件上某些位置產(chǎn)生故障的原因。對于經(jīng)典的Hertz接觸，圓柱與彈性半空間相接觸的靜態(tài)出現(xiàn)最大剪切應(yīng)力集中在表面下深度約0.78a處，a為一半的接觸長度，該區(qū)域可能是疲勞磨損的起點(diǎn)[2- 3]。在滑動摩擦狀態(tài)下，表面下的應(yīng)力有偏移趨勢[4- 5]。通過光彈實(shí)驗(yàn)法，對于圓柱與平板接觸，可觀察到平面應(yīng)力場從聚焦于接觸區(qū)域中間偏轉(zhuǎn)到接觸處前緣[6- 7]。對于沖頭與彈性半空間相接觸理論研究，在無摩擦下，壓力軸對稱分布，集中在沖頭的兩邊[8]，而在有摩擦下壓力軸不再對稱分布[9]。在二維滑塊摩擦模型的研究中，假設(shè)接觸壓力沿滑塊長度方向?yàn)榫€性分布，則在水平力作用下接觸壓力形成三角形分布，而大邊緣在運(yùn)動前方[10]。這些研究主要探討在單獨(dú)靜態(tài)或動態(tài)接觸條件下的二維模型產(chǎn)生的應(yīng)力場。

對于三維接觸應(yīng)力分布的研究，人們常用數(shù)值分析或?qū)嶒?yàn)方法來探討表面上的接觸壓力分布以及表面下的應(yīng)力場。Stepanov等[11]采用數(shù)值方法研究了鋼球與粘彈性半空間相接觸模型，分析了滑動速度、摩擦系數(shù)、材料特性等因素對表面壓力分布的影響。Bhushan等[5,12- 13]研究了粗糙表面的彈塑性接觸模型，發(fā)現(xiàn)接觸壓力分布在不同的接觸峰。有些研究采用商業(yè)模擬軟件(如Ansys、Abaqus等)分析三維接觸模型，從仿真結(jié)果可直觀看到不同場力的分布情況[14- 17]。黃健萌等[14]采用Ansys軟件分析了盤式制動器表面上的接觸壓力分布。Londhe等[15]采用Abaqus軟件進(jìn)行三維接觸仿真，擴(kuò)展了接觸力學(xué)的Hertz理論，并研究了其對軸承疲勞壽命的影響。Koumi等[16]采用Abaqus軟件仿真分析了鋼球滾動在粘彈性半空間上的三維壓力分布。Yin等[17]采用數(shù)值方法分析速度、時間和鋼球形狀對接觸壓力分布的影響，發(fā)現(xiàn)壓力分布明顯不是中心線對稱的。對于實(shí)驗(yàn)方法，可應(yīng)用Tekscan壓力傳感器[18- 20]、感壓膠片法[21- 22]等直接測量接觸表面上的壓力分布，但這些實(shí)驗(yàn)法存在如下限制：除剪切應(yīng)力外，用Tekscan壓力傳感器可測量所有壓力；感壓膠片只能測量靜態(tài)最大接觸壓力分布，不能測量動態(tài)接觸壓力以及剪切應(yīng)力。這些研究主要涉及靜態(tài)、動態(tài)或在不同時間的接觸應(yīng)力場研究，往往不涉及面接觸應(yīng)力隨著狀態(tài)的變化如何變化。

目前，光彈實(shí)驗(yàn)法被廣泛應(yīng)用于平面應(yīng)力場分析，可以直接觀測內(nèi)部主應(yīng)力差分布情況。文獻(xiàn)[23]對圓柱與平面接觸模型采用光彈實(shí)驗(yàn)觀測了涂層/基體的接觸應(yīng)力分布。對于面接觸磨損的研究，銷盤試驗(yàn)機(jī)作為最普遍的面接觸試驗(yàn)機(jī)[24]。一般考慮摩擦副、載荷、速度、溫度等因素對磨損率的影響，很少關(guān)注表面破壞情況。

為研究面接觸應(yīng)力分布以及磨損發(fā)生情況，本文對三維滑塊摩擦模型(該模型基于機(jī)械裝配中的楔鍵連接[25]，與工程實(shí)際比較接近)進(jìn)行了有限元仿真、光彈實(shí)驗(yàn)和磨損實(shí)驗(yàn)，利用Abaqus軟件通過有限元法對干摩擦面接觸進(jìn)行仿真，得到主應(yīng)力差分布、接觸壓力分布、摩擦應(yīng)力分布，同時分析了載荷和摩擦系數(shù)對接觸應(yīng)力場的影響；采用光彈實(shí)驗(yàn)法觀測平面主應(yīng)力差分布，該實(shí)驗(yàn)應(yīng)力場相當(dāng)于模擬模型對稱平面處的平面應(yīng)力；通過面接觸磨損實(shí)驗(yàn)觀察接觸壓力集中所對應(yīng)的磨損，并觀測表面損傷擴(kuò)展情況。

1 分析模型

在摩擦學(xué)中，滑塊與平面相對滑動是描述摩擦現(xiàn)象的經(jīng)典模型。對于該模型，滑塊通常受到垂直和水平外力的作用，因此接觸表面上出現(xiàn)正壓力及切向應(yīng)力(摩擦應(yīng)力)，滑塊與平面兩接觸表面應(yīng)力的值相等，而方向相反。

在接觸力學(xué)中，接觸應(yīng)力分布問題已被廣泛的研究并形成了許多理論，基本上集中在理論方法、實(shí)驗(yàn)方法和數(shù)值方法3個方面。最近，隨著計(jì)算機(jī)計(jì)算速度的提高，有限元法在模擬接觸應(yīng)力分布問題中的應(yīng)用非常廣泛，也取得了不少成果。為了便于研究，本文利用有限元法模擬接觸應(yīng)力分布問題，采用Abaqus軟件進(jìn)行仿真。

本文的研究模型如圖1所示，主要由夾具、滑塊和塊體組成。夾具用來給滑塊加載，沿oz軸垂直移動，而限制ox和oy軸的水平方向移動。夾具上面受到壓力p的作用，因此在一般情況下夾具向下走。當(dāng)滑塊承受夾具的垂直力時，滑塊底面被壓而與塊體接觸。當(dāng)塊體從左向右移動時，滑塊同時也將承受夾具的懸出部分施加的水平力。塊體代表無限彈性半空間(足夠大)，其底部設(shè)置限制上下運(yùn)動邊界條件，靜態(tài)下塊體不運(yùn)動，而在運(yùn)動下其從左向右運(yùn)動。

根據(jù)滑塊的對稱性，在仿真分析中只對模型的一半進(jìn)行建模，將對稱邊界條件設(shè)在對稱截面，如圖1(b)所示。模型各部分的尺寸分別為：夾具、滑塊和塊體的尺寸分別為12 mm×4 mm×4 mm、4 mm×4 mm×2 mm、80 mm×50 mm×40 mm，夾具的懸出部分長2 mm。模型的材料性質(zhì)如下：夾具是鋼制的，其密度ρ1=7.85×103kg/m3，彈性模量E1=2.10×105MPa，泊松比ν1=0.29；滑塊由聚碳酸酯制成，ρ2=1.20×103kg/m3，E2=1.78×103MPa，ν2=0.36；環(huán)氧樹脂塊體的密度ρ3=1.19×103kg/m3，E3=2.10×103MPa，ν3=0.40。

為了保證精度，同時優(yōu)化計(jì)算時間，在特定區(qū)域(滑塊與塊體接觸區(qū))進(jìn)行更精細(xì)的網(wǎng)格劃分，最小網(wǎng)格尺寸為0.05 mm。網(wǎng)格劃分的計(jì)算結(jié)果如下：夾具、滑塊、塊體的單元數(shù)分別為633、173 800、606 253。相互作用區(qū)域符合庫侖摩擦定律，假設(shè)每個接觸點(diǎn)的摩擦系數(shù)不變，滑塊與夾具的摩擦系數(shù)為0.25，滑塊與塊體的摩擦系數(shù)為0.35。這些摩擦系數(shù)從銷盤式摩擦磨損實(shí)驗(yàn)機(jī)測得[7]。施加在夾具上面的壓力p為1.29、1.42和1.56 MPa，分別對應(yīng)垂直載荷為92.8、102.6和112.4 N。設(shè)塊體的兩側(cè)表面的運(yùn)動邊界條件速度為0.5 mm/s，沿ox軸方向。為防止加載過程中產(chǎn)生應(yīng)力波，壓力p和速度v的幅值從0穩(wěn)步增加到目標(biāo)值1，并穩(wěn)定在1，如圖2所示。

根據(jù)以上描述，將仿真分為100個時間步長，總仿真時間為0.3 s。采用Intel(R)Core(TM)i3- 7100 CPU、RAM 8.00 GB的計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算仿真，此過程必須連續(xù)運(yùn)行17 h以上才能完成一次仿真。

圖1 模型示意圖Fig.1 Schematic diagram of the model

圖2 壓力和速度的平滑階躍振幅Fig.2 Smooth step amplitudes of pressure and velocity

2 仿真結(jié)果與分析

2.1 主應(yīng)力差分布

主應(yīng)力差、Tresca應(yīng)力或最大剪應(yīng)力的分布常用于判斷材料在載荷作用下的強(qiáng)度、破壞和應(yīng)力集中趨勢。為了直觀地描述在塊體接觸區(qū)主應(yīng)力差的分布隨著接觸狀態(tài)的改變而變化，在此采用三維等值面圖顯示，如圖3所示。從圖中可以看出，在靜態(tài)接觸狀態(tài)下，主應(yīng)力差(S)集中在滑塊邊緣周圍，由于滑塊具有對稱性，所以應(yīng)力場呈對稱分布。當(dāng)改變狀態(tài)時，滑塊與塊體接觸表面的剪切應(yīng)力增大，然后達(dá)到最大值(此時發(fā)生相對滑動)，在這過程中主應(yīng)力差逐漸偏移，集中在滑塊的相對運(yùn)動方向前緣，而尾緣周圍的應(yīng)力最小。此外，主應(yīng)力差的最大值也隨著增加，可觀察到圖中等值面層的數(shù)量在增多，并且外等值面層(3.6 MPa)更大。當(dāng)載荷從92.8 N增加到102.6 N再達(dá)到112.4 N時，主應(yīng)力差的最大值也隨之增大，等值面的范圍越來越大，顏色越來越深。

在載荷為102.6 N、滑塊與塊體摩擦系數(shù)f分別為0.20、0.35和0.50時主應(yīng)力差分布如圖4所示。從圖中可以看出，在滑動狀態(tài)下，隨著摩擦系數(shù)的增大，主應(yīng)力差越趨集中在運(yùn)動前方，最大值分別為7.2、14.4 和24.3 MPa。

2.2 接觸壓力分布

在摩擦學(xué)中，表面接觸壓力分布對于磨損計(jì)算有著重要的意義，承受高壓力的接觸區(qū)損傷更嚴(yán)重[1]。因此，從觀察接觸壓力分布可確定摩擦過程中哪些接觸區(qū)發(fā)生損傷大。仿真結(jié)果采用帶狀等高線圖顯示塊體表面的接觸壓力分布，如圖5所示。從圖中可知：當(dāng)靜態(tài)接觸時，接觸壓力(S22)集中在滑塊下的邊緣周圍，最大值(絕對值)在邊角處，而最小值在中間區(qū)；當(dāng)從靜態(tài)向滑動轉(zhuǎn)變時，接觸壓力偏移集中在滑塊相對運(yùn)動方向前緣，后緣的接觸壓力更小，可達(dá)到0(見圖6(c))；當(dāng)完全滑動時，前緣的接觸壓力最大，而在側(cè)緣向后緣逐漸變小形成U形分布區(qū)(模型中得到半U(xiǎn)形)。由于磨損量與接觸壓力成正比，因此可判斷在滑動摩擦過程中，滑塊前緣可能獲得最大損傷。

在滑動時，摩擦系數(shù)對接觸壓力分布的影響非常顯著，如圖6所示，其中載荷為102.6 N。從圖中可知：隨著摩擦系數(shù)的增大，接觸壓力更明顯集中在運(yùn)動前緣，而尾緣更小，如摩擦系數(shù)過大，滑塊后緣可不再與塊體接觸(見圖6(c)，當(dāng)f=0.50時，尾緣處的接觸壓力為0)；接觸壓力最大值分別達(dá)到15.8、22.9和27.2 MPa，表明接觸壓力最大值隨著摩擦系數(shù)的增大而增大。

圖3 由靜態(tài)到滑動的演變過程中主應(yīng)力差分布的三維等值面圖Fig.3 Three-dimensional isosurface map of principal stress difference distribution in transition from static to sliding

圖4 載荷為102.6 N時摩擦系數(shù)對主應(yīng)力差分布的影響Fig.4 Influence of friction coefficient on distribution of principal stress difference under load of 102.6 N

2.3 摩擦應(yīng)力分布

在仿真中，塊體接觸表面上的剪切應(yīng)力是摩擦應(yīng)力，該場力在xoy面，摩擦應(yīng)力分布的等高線圖如圖7所示。從圖中可知，靜態(tài)下摩擦應(yīng)力(S12)集中在前緣和后緣，而中間區(qū)的摩擦應(yīng)力趨于0(叫中性區(qū))。該結(jié)果與摩擦學(xué)的粘滑現(xiàn)象以及微動磨損的研究一致[3]。

在靜載荷作用下，由于彈性膨脹的作用，滑塊的右側(cè)面與夾具的懸出部分接觸，從而將滑塊向左移動導(dǎo)致接觸表面產(chǎn)生一定的殘余應(yīng)力，因此在靜態(tài)塊體接觸表面上的應(yīng)力不完全對稱。這也導(dǎo)致了主應(yīng)力差分布不對稱(見2.1節(jié))，同時在xoy面上的接觸壓力分布也會偏移(見2.2節(jié))。

圖5 由靜態(tài)到滑動的演變過程中接觸壓力分布的帶狀等高線圖Fig.5 Strip contour map of contact pressure distribution in transition from static to sliding

圖6 載荷為102.6 N時摩擦系數(shù)對接觸壓力分布的影響Fig.6 Influence of friction coefficient on distribution of contact pressure under load of 102.6 N

圖7 由靜態(tài)到滑動的演變過程中摩擦應(yīng)力分布的等高線圖Fig.7 Contour map of frictional stress distribution in transition from static to sliding

當(dāng)從靜態(tài)轉(zhuǎn)變到動態(tài)時，中性區(qū)逐漸向尾部移動，然后在滑動狀態(tài)下完全消失。此外，摩擦應(yīng)力分布集中在運(yùn)動的前緣，與接觸壓力分布相同。當(dāng)載荷為92.8、102.6 和112.4 N時，最大摩擦應(yīng)力增加分別達(dá)到6.5、7.1和7.8 MPa。

當(dāng)摩擦系數(shù)增大時，摩擦應(yīng)力越趨集中在前緣，其最大值也隨之增大，如圖8所示。當(dāng)摩擦系數(shù)過大時，滑塊后緣可不與塊體接觸，從而導(dǎo)致摩擦應(yīng)力為0，這結(jié)果與前面的接觸壓力分布分析相似。

圖8 載荷為102.6 N時摩擦系數(shù)對摩擦應(yīng)力分布的影響Fig.8 Influence of friction coefficient on distribution of frictional stress under load of 102.6 N

3 平面應(yīng)力場實(shí)驗(yàn)

由于所研究模型的對稱性，將對稱截面的應(yīng)力場視為二維平面應(yīng)力(見圖1(b)中的xoz面)，可利用光彈實(shí)驗(yàn)法觀察平面應(yīng)力分布。光彈實(shí)驗(yàn)法的本質(zhì)是通過光系統(tǒng)的圓偏振光場來反映材料內(nèi)部的主應(yīng)力差分布(可參考文獻(xiàn)[23]的光彈實(shí)驗(yàn)方法與理論)。光彈實(shí)驗(yàn)原理圖見圖9，主應(yīng)力差計(jì)算式為[23]

(1)

式中：σ1與σ2分別為兩個主應(yīng)力，MPa；fσ為材料應(yīng)力條紋系數(shù)，N/(mm·條)；n為等差線條紋次數(shù)；d為試樣厚度，mm。

實(shí)驗(yàn)中材料的性質(zhì)與仿真所設(shè)的材料一致(見第1部分)，在此平板環(huán)氧樹脂作為光彈材料，其光彈應(yīng)力條紋系數(shù)為14.6 N/(mm·條)[7]。實(shí)驗(yàn)各部件的尺寸如下：平板和滑塊的尺寸分別為80 mm×50 mm×4 mm、4 mm×4 mm×10 mm，夾具厚10 mm，

圖9 光彈實(shí)驗(yàn)原理Fig.9 Principle of photoelasticity experiment

夾具懸出部分的長度為2 mm。在室溫、干摩擦條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。所有實(shí)驗(yàn)結(jié)果由CCD攝像機(jī)記錄，記錄速度設(shè)為120 f/s。光彈實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖10所示，圖中顯示了從靜態(tài)接觸轉(zhuǎn)變到滑動接觸狀態(tài)的干涉條紋，可觀察到主應(yīng)力差的分布由聚焦于兩點(diǎn)變?yōu)榧性诨瑝K的相對運(yùn)動方向前緣。根據(jù)式(1)可算出每條條紋的主應(yīng)力差的值(見圖10)。在仿真結(jié)果中，xoz平面上主應(yīng)力差的分布(Tresca應(yīng)力)如圖11所示。圖中的等高線間隙為3.6 MPa，與實(shí)驗(yàn)圖相同。圖10和圖11中的曲線較相似，這驗(yàn)證了仿真結(jié)果的正確性。

圖10 光彈實(shí)驗(yàn)結(jié)果Fig.10 Photoelasticity experimental results

圖11 對稱截面主應(yīng)力差分布的仿真結(jié)果Fig.11 Simulation results of principal stress difference distribution of symmetrical section

4 表面磨損實(shí)驗(yàn)

根據(jù)磨損理論，磨損微觀機(jī)理十分復(fù)雜，磨損的影響因素有許多，如接觸壓力、材料性能、環(huán)境溫度等。其中接觸壓力為主要因素，磨損量與接觸壓力成正比[1]。因此，在相同接觸條件下，如整個表面上的任何區(qū)域磨損較大，則表明接觸應(yīng)力集中在該位置。為了驗(yàn)證和分析接觸應(yīng)力集中以及應(yīng)力分布的規(guī)律，本文建立磨損實(shí)驗(yàn)并觀察表面滑塊的損傷情況。

磨損實(shí)驗(yàn)裝備如圖12所示。上下面非常平整光滑的透明聚碳酸酯樣品作為滑塊(見圖13(a))，其尺寸為6 mm×6 mm×6 mm。采用砂紙2000Cw貼合在鋼平面上用來研磨。通過砝碼加載(總載荷為P)將滑塊與砂紙接觸，然后通過以角速度ω旋轉(zhuǎn)螺紋桿，將水平運(yùn)動v傳遞給滑動部分。當(dāng)滑塊與砂紙相對滑動時，滑塊表面發(fā)生損傷。

磨損實(shí)驗(yàn)前后滑塊表面的磨損情況和三維形貌(由TALYSURF CLI 1000輪廓儀掃描滑塊表面形貌測得)分別如圖13、14所示。在磨損前，滑塊的表面上下都是透明光滑的，見圖13(a)、圖14(a)。經(jīng)過磨損實(shí)驗(yàn)后，滑塊下方出現(xiàn)損傷形成劃痕，見圖13(b)。從圖14(b)可明顯看出，磨損區(qū)形成斜面。從實(shí)驗(yàn)中可觀察到，磨損主要集中在黃色邊緣(見圖12和圖13(b)、13(c))。該邊緣是運(yùn)動方向的前緣。這表明，在運(yùn)動過程中，接觸壓力主要集中在運(yùn)動前緣，進(jìn)一步證實(shí)了上述仿真結(jié)果的正確性。

圖13(c)給出了載荷為33.9 N時表面滑塊損傷隨著相對滑動距離的變化情況。從圖中可以看出，隨著相對距離的增加，表面滑塊損傷從運(yùn)動方向前緣向后緣擴(kuò)展，磨損面積不斷增加，最后覆蓋整個接觸面。這可解釋如下：開始磨損時，接觸壓力集中在運(yùn)動方向前緣，故受到最大損傷，磨平后，該區(qū)域的接觸壓力減小，為承受載荷，接觸區(qū)向后緣擴(kuò)展，導(dǎo)致?lián)p傷也向后緣展開。這表明，在接觸磨損過程中，隨著磨損距離的增加，損傷面不斷向后增大以達(dá)到最佳接觸(均勻接觸壓力)，從而避免應(yīng)力集中。

圖12 磨損實(shí)驗(yàn)裝置Fig.12 Wear experimental setup

在不同載荷作用下，磨損面積占名義接觸面積的比例(簡稱磨損面積比例)隨磨損距離的變化如圖15所示。從圖中可知：隨磨損距離的增加，磨損面積比例呈上升趨勢，最后達(dá)到100%；當(dāng)磨損距離相同時，磨損面積比例隨著載荷的增大而增加。因此，若接觸面所施加的載荷越大，則損傷程度越高，與磨損理論一致。

圖13 滑塊的磨損情況Fig.13 Worn of slider

圖15 磨損面積比例隨磨損距離的變化Fig.15 Variation of wear area ratio with wear distance

在靜載荷作用下，接觸應(yīng)力集中在邊緣周圍是因?yàn)槎瞬啃?yīng)，這已在文獻(xiàn)[3，26]中提出。本文采用的滑塊是方形，較圓形端部的應(yīng)力集中更顯著[3]。機(jī)械零件端部形狀一般采用圓形[25]。

由靜態(tài)向滑動轉(zhuǎn)變時，接觸應(yīng)力逐漸偏移到運(yùn)動方向前緣。這與多位學(xué)者的研究結(jié)果一致。例如，對于二維滑塊摩擦模型的理論研究，Huang等[10]提出了接觸壓力分布形成三角形，而大邊緣在運(yùn)動方向前緣；對于球體滑動在平面上，Hamilton等[4]繪制了接觸應(yīng)力圖像，發(fā)現(xiàn)應(yīng)力集中于運(yùn)動前方；對于盤式制動器，在摩擦力作用下其界面接觸壓力分布明顯集中在入口處，也是運(yùn)動前緣[14]。此外，在動態(tài)線接觸光彈實(shí)驗(yàn)研究中，也觀察到接觸應(yīng)力偏移到接觸區(qū)域前緣的現(xiàn)象[6- 7]。另外，本文的模型雖然與文獻(xiàn)[4，10]的幾何模型不同，但摩擦系數(shù)的影響規(guī)律一致。

本文的面接觸磨損實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，運(yùn)動前緣的應(yīng)力集中會導(dǎo)致表面接觸受到破壞，呈不均勻。開始滑動磨損時首先前緣被破壞，然后損傷區(qū)隨磨損距離的增大逐漸向后擴(kuò)散。這一規(guī)律對研究及控制摩擦磨損具有重要的意義。

5 結(jié)論

本文建立三維滑塊摩擦模型，利用有限元法分析了面接觸應(yīng)力分布，并進(jìn)行了平面應(yīng)力場的光彈實(shí)驗(yàn)以及磨損實(shí)驗(yàn)，得出如下結(jié)論：

(1)仿真結(jié)果表明，隨著接觸狀態(tài)由靜態(tài)向滑動轉(zhuǎn)變，接觸主應(yīng)力差、表面壓力和摩擦應(yīng)力從集中在滑塊邊緣周圍逐漸偏移集中在運(yùn)動方向前緣，載荷及摩擦系數(shù)對接觸應(yīng)力分布的影響比較顯著。

(2)平面應(yīng)力場的光彈實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，接觸應(yīng)力集中在運(yùn)動前緣，在滑動狀態(tài)下，運(yùn)動前緣的干涉條紋級數(shù)最大，越向后越少，這表明接觸幾乎只發(fā)生在運(yùn)動前方。

(3)表面接觸磨損實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，開始接觸磨損時，滑塊前緣出現(xiàn)最大損傷，對應(yīng)的接觸應(yīng)力最大；隨著磨損距離的增加，表面損傷向后擴(kuò)展，最后覆蓋整個接觸面；接觸面所受的載荷越大，磨損程度越高，這與磨損理論一致。