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基于有限元法的热弹流润滑与接触力学耦合分析

随着计算机性能的提高和有限元算法的改进^[1]，基于有限元法耦合研究弹流润滑与接触力学的全系统法理论在近年来被提出^[2]。本文基于有限元全系统法理论，以油膜的压力和表面载荷的压力作为耦合变量，建立两个理论的耦合方程，通过将耦合方程转换为弱形式后再进行求解，可得到油膜厚度、油膜压力、接触表面内部应力、接触区的油膜和固体温度。目前涉及到接触力学的弹流润滑的研究中，普遍以弹流润滑的结果作为接触力学的输入条件，再采用不同的算法的迭代研究^{[3, 4]}。本文基于有限元全系统法理论，将弹流润滑和接触力学理论统一，使两者真正耦合在一起，打破原有单独计算一个理论再相互之间迭代的局面，也为后续工程实践中，研究轴承疲劳、寿命预测、涂层选择等提供理论基础。