基于界面元法的機械結合部靜動態特性研究

湯金金 楊天輝

摘要：日前我國經濟大力發展的同時，整個國家的各個行業也在飛速的發展，例如國家的制造業、航空航天業等都達到了全球的超高水平，手中也握有大量的自主研發的專利等。尤其是我國的機械制造業，更是以其高一流的制造、高一流的質量、高一流的生產速度著稱。在機械制造的過程中，其高質量、高精度是他的顯著特點，機械結合部更加是整個機械制造過程中非常重要不可忽略的一環，本文旨在通過界面元法這一制造方法來向大家介紹關于機械結合部的靜動態的有關研究。

關鍵字：界面元、機械結合部、相關研究

1.引言

關于機械結合部的研究，前人已做過非常多的文獻報告以及相應的措施和方法等，而隨著如今科技的進一步和更深一層的研究，我們目前也得到了一種相對新型的研究方法，那就是界面元法。那么到底什么叫做界面元法呢，顧名思義，界面元法就是在機械結合部的制造過程中，通過控制他的界面的相關元素來精確的定義和把控機械制造過程中的精準度，用界面元來模擬機械制造中不連續、不準確的的接觸面，并且結合相應的宏觀特性和微觀表象來研究機械結合部的相關信息。

2.機械結合部的現狀

機械結合部不是簡單的一個部件的問題，而是有許多復雜細小的問題組成的，也受到許多其他因素的影響，例如整個機械結合部的材料構成，是由什么材料組成的，還有結合部部位的整體形狀，也就是其外貌，咬合形狀之類，還有結合部部分的承受力，所指定的最大承受力和其對應的尺寸大小，若是太大或者太小都不能夠達到所需要的要求以及對應的功能，所以在機械結合部的方向研究上，確實是需要做大量的調研以及測驗，以便得出最能夠適應的機械結合部。

實際上，結合部的主要問題就是研究他的表面之間的接觸的大小、角度、方向等問題，關于結合部的這些特性的問題的研究可以從很遠很遠的過去開始談起，這就是在我們之前的科學家們辛苦研究開發的結果。遠在十九世紀，赫茲就已經開始設計研究有關兩個接觸面的曲面彈性的問題，赫茲的研究在上兩個世紀就為我們后人奠定了接觸力學的基礎。在二十世紀的同時，又出現的新的偉大的科學家對接觸力學有了進一步的研究，新時代的科學家根據兩個物體接觸表面的外觀形狀的特點，奇思妙想，進一步的研究出一種新的模型，這就是流傳在世的GW模型，這種模型在時代的發展背景下，對于粗糙表面的研究加深了一個深的層次。

對于結合部特性的相關參數的研究，主要是需要通過成千上百次的實驗將結合部的各種對應參數從結合部中拆分出來，這樣才能夠得到更加精準的結合部參數，將實驗結果劃定在一個相對準確的結果范圍中。

3.機械結合部的特性研究

為什么需要專注于研究結合部的特性呢，因為結合部的特性研究的根本目的就是為了能夠更好的應用于工程之中，也就是說需要在機械制造的靜態和動態之中去研究他的工作實質，來判斷未來如何根據這個已知結果的因素來重新界定靜態和動態之間的基本要素。

隨著計算機應用技術的發展，機械制造行業的生產主要因素也由傳統的學習西方的工藝變為了自己研發的工業，而采用實驗所收集到的數據來進行數據分析，這樣就可以更加精確的描述出機械部的靜態和動態的特性，但就目前的情況來看，即便是最先進的發達國家的科學研究者，也沒有辦法準確的建立模型來描述機械部的靜態和動態條件。

4.界面元法的研究

界面元法是一個新型的研究數學物理知識方面的模型，這種模型的計算方式與傳統的計算方式不同，主要是以復雜的結構面與接觸面的接觸的形態來計算，與整個物塊的形體特征無關。

根據我國的科學家的研究，界面元法能夠同時在連續介質和非連續介質還有兩種不同的混合物質之間應用。除去這種適應度高的優點之外，界面元法在解決其他問題的方面上也有著自己獨特的優點，例如經過了幾百年的發展，界面元法已經發展的日趨成熟，理論方面的成熟也證明了他的真實性和可靠性，還有計算方法的簡便性，對比其他情況復雜的計算問題，界面元法以其相對簡單的算法深得現代科學家的喜愛。

5.主要研究工作

為什么機械結構的結合部要選取界面元法作為主要的研究方法呢？其原因主要是由于機械結構部的特點決定的，他具有連續-非連續的特征，并且根據很久很久以前的科學家的研究理論來考慮，界面元法更加能夠推導出機械結構部的有效參數，從而對整個機械行業的研究方向有非常大的幫助。其次，根據這種方法構建出的數學模型，能夠更好直觀的讓人們清晰的看到機械結合部的靜態材料參數。此外也可以更加簡單便捷的驗證機械結合部靜態特性的準確性和易用性，使得未來的機械發展行業可以想著更快更好的方向發展。

6.結束語

隨著機械制造行業的高速發展，科技也相應的有了更好的發展，對比過去的實驗條件、實驗方向、試驗手段等，現在因為科技的高速發展，對機械制造設備的整體性能的要求也越來越高。同時，機械結構部作為機械結構中最最重要的一部分，具有非常關鍵的作用性。希望未來的科學研究能夠更加精準精密，在對機械結構部的界面元法的研究上更加嚴密，廣泛的推進界面元法的應用。

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