什么是接触应力?

[拼音]：jiechu yingli

[外文]：contact stress

两个接触物体相互挤压时在接触区及其附近产生的应力。滚动轴承、齿轮和凸轮等零件，在较高的接触应力的反复作用下，会在接触表面的局部区域产生小块或小片金属剥落，形成麻点和凹坑，使零件运转噪声增大，振动加剧，温度升高，磨损加快，最后导致零件失效。因此设计这类零件时，必须考虑接触强度，包括接触静强度和接触疲劳强度。

物体表面的接触状况，按初始几何条件可分为点接触和线接触两类。施加载荷后，接触点或接触线实际上变成接触面(圆、椭圆、矩形或梯形)。在计算接触面积时假设：

（1）d性体材料各向同性；

（2）接触区域的应力不超过d性极限；

（3）接触面积比接触物体总表面积小得多；

（4）压力垂直于物体的接触表面。根据上述假设，两个d性物体接触面的普遍形式为一椭圆。最大压应力（即最大接触应力）发生在接触面的中心。在整个接触面上的压力分布呈图中的半椭球形。

两d性物体接触时，最大接触切应力出现在接触点下方某一深度处与接触面成45°角的平面上。在该平面上的切应力分布，随表层向下而增大，达到最大值后又随离表层距离增大而减小。当两物体滚动接触时，切应力由最大值变到零，再由零到最大值，形成脉动循环应力，使物体产生接触疲劳破坏，其裂纹方向与接触表面成45°角。这种理论广泛应用在传统的齿轮接触疲劳强度计算中。在滚动轴承的接触疲劳计算中，认为裂纹源是由于在ZY平面内（见图）一定深度处的切应力


对称循环作用引起的。


的数值也随离表面的深度而变化。接触疲劳裂纹主要在


达到最大值处产生。然后裂纹平行于表面扩展直到局部表层突然断裂。

在机械设计中，可采用提高接触强度的措施来提高零件的使用寿命。例如，提高表面光洁度，在两滚动体接触表面间加润滑剂，用各种热处理工艺提高滚动体接触表面的硬度等（见表面强化）。