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龙图腾网恭喜陕西法士特齿轮有限责任公司申请的专利一种各向异性分形粗糙表面弹塑性接触刚度计算方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN118839090B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-03-14发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411328592.X，技术领域涉及：G06F17/10；该发明授权一种各向异性分形粗糙表面弹塑性接触刚度计算方法是由姚栓;韩雨;侯圣文;周晶;王乐贇;郑鸿宇;高晓阳;董凡设计研发完成，并于2024-09-24向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种各向异性分形粗糙表面弹塑性接触刚度计算方法在说明书摘要公布了：本发明属于机械领域，公开了一种各向异性分形粗糙表面弹塑性接触刚度计算方法；基于各向异性分形粗糙表面建立了单微凸体接触模型，结合岛屿分布概率微凸体面积分布概率密度函数建立了粗糙表面接触模型，从而提出了各向异性分形粗糙表面弹塑性接触刚度计算方法。该方法有效弥补了现有各向异性粗糙表面接触刚度计算方法的空缺，直面展现了临界变形量与微凸体等级的关系以及对接触刚度的影响，为机械零部件的使用寿命、传动效率和可靠性的计算提供了理论参考，适于工业上大规模使用与推广。

本发明授权一种各向异性分形粗糙表面弹塑性接触刚度计算方法在权利要求书中公布了：1.一种各向异性分形粗糙表面弹塑性接触刚度计算方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，获取各向异性分形粗糙表面的分形参数，包括横分形维度、纵分形维度和横分形粗糙度、纵分形粗糙度，分别记为和、；步骤2，根据分形参数和、；建立各向异性分形粗糙表面；步骤3，基于各向异性分形粗糙表面，建立粗糙表面接触变形前的单微凸体模型，并据此计算得到粗糙表面接触变形前的单微凸体轮廓曲线；根据单微凸体轮廓曲线分别计算粗糙表面接触变形前的单微凸体峰顶曲率半径、单微凸体高度和单微凸体实际变形量；步骤4、基于粗糙表面接触变形前的单微凸体峰顶曲率半径、单微凸体高度和单微凸体实际变形量建立粗糙表面单微凸体接触模型；步骤5，根据粗糙表面单微凸体接触模型和微凸体面积分布概率密度函数，建立粗糙表面接触模型；确定各向异性分形粗糙表面的名义接触面积、名义接触载荷和名义接触刚度；步骤2中，使用下式建立各向异性分形粗糙表面： 其中： 表示各向异性分形粗糙表面； 和分别表示各向异性分形粗糙表面上的离散点沿x轴、y轴的坐标； 表示采样长度；表示横分形粗糙度；表示纵分形粗糙度；表示横分形维度；表示纵分形维度；取值1~2之间； 表示微凸体等级； 表示空间频率，满足波长的倒数； 和表示无量纲系数；步骤3包括以下分步骤；步骤31，基于各向异性分形粗糙表面，建立粗糙表面接触变形前的单微凸体模型，并据此计算得到粗糙表面接触变形前的单微凸体轮廓曲线；步骤32，使用下式，计算粗糙表面接触变形前的单微凸体峰顶曲率半径： 其中： 表示粗糙表面接触变形前的单微凸体峰顶曲率半径；步骤33，取接触变形前单微凸体轮廓曲线幅值部分作为单微凸体高度，其表达式如下： 其中： 表示粗糙表面接触变形前的单微凸体高度；步骤34，使用下式，计算粗糙表面接触变形前的单微凸体实际变形量： 其中： 表示粗糙表面接触变形前的单微凸体实际变形量； 表示单微凸体被压缩至某一压缩量时的实际高度； 分别表示接触面为圆时，在某一压缩量下，单微凸体的接触面边缘任意点在x轴、y轴的坐标；步骤4包括以下分步骤；步骤41，使用下列公式，分别计算单微凸体在弹性变形状态的变形量、接触面积、接触载荷和接触刚度： = =π = = 其中： 表示接触平均压力； 表示等效弹性模量；步骤42，当=kH时，单微凸体达到弹性接触临界状态，使用下列公式计算弹性临界变形量、临界接触面积和临界接触载荷： = =π =其中， k表示结合面的接触压力系数，满足k=0.454+0.41，表示泊松比； H表示相接触材料中的较软材料的维氏硬度，满足H=2.8σy； σ y表示材料应力；步骤43，设两个接触面的材料的泊松比分别为、，二者对应的弹性模量为、，表达式如下： 此时，弹性状态的单微凸体等级n1的约束条件如下式： 当单微凸体临界变形量=，进入塑性接触状态；使用下式计算弹塑性接触状态临界变形量、临界接触面积和临界接触载荷： ；步骤44，分别确定单微凸体在弹塑性接触状态的接触面积、接触载荷和接触刚度关于弹塑性接触状态的变形量的表达式，如下式： 其中，表示单微凸体弹塑性接触状态的变形量；此时，弹塑性接触状态的单微凸体等级n2的约束条件如下： ；步骤45，使用下列公式计算塑性状态微凸体的接触面积、接触载荷和接触刚度： 其中，表示单微塑性接触状态的变形量；步骤5包括以下分步骤；步骤51，确定基于微凸体面积分布概率密度函数： 其中，D表示粗糙表面分形维度，取值2~3； ；其中，表示最大截断面积； 表示分形区域扩展系数；步骤52，使用下式计算粗糙表面的名义接触面积： 其中，粗糙表面的名义接触面积为所有等级的单微凸体接触面积之和； 表示所有处于弹性变形状态的微凸体的接触面积之和； 表示所有处于弹塑性接触状态的微凸体的接触面积之和； 表示所有处于塑性接触状态的微凸体的接触面积之和；步骤53，使用下式计算处于粗糙表面的名义接触载荷； 其中，粗糙表面的名义接触载荷为所有等级的单微凸体接触载荷之和； 表示所有处于弹性变形状态的微凸体的接触载荷之和； 表示所有处于弹塑性接触状态的微凸体的接触载荷之和； 表示所有处于塑性接触状态的微凸体的接触载荷之和； 表示处于粗糙表面的名义接触载荷；步骤54，使用下式计算粗糙表面的名义接触刚度； 其中，粗糙表面的名义接触刚度为所有等级的单微凸体接触刚度之和； 表示所有处于弹性变形状态的微凸体的接触刚度之和； 表示所有处于弹塑性接触状态的微凸体的接触刚度之和； 表示所有处于塑性接触状态的微凸体的接触刚度之和。

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