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复杂变形界面接触理论模型

粗糙变形表面接触问题常见于复杂工程结构中，如绞扭的超导电缆、变结构飞行器防隔热系统、航天器密封结构。变形表面接触使得接触力呈现明显空间分布特征，进而影响界面导电、传热、传力性能，如何准确表征界面性能空间分布特征是解决这一问题的关键。当前研究主要针对平面接触情形，难以考虑复杂变形对粗糙表面接触行为的影响，导致对工程结构界面性能评估产生误差，甚至引发安全事故。针对这一问题，本文提出不同微凸体接触形式，并基于此建立了复杂变形界面接触理论模型，进一步计算了接触电阻，揭示了拉伸、弯曲对界面的传力、导电性能的影响机制。研究表明：所提出的复杂变形接触理论模型能更好地预测接触压力与真实接触面积间的关系，比传统的GW模型、Bhushan模型提高了20%以上；拉伸变形后接触界面真实接触面积更大；真实接触面积随接触界面弯曲角的增大呈现先增大后减小的趋势。该研究拓展了现有接触理论，更适用于对复杂变形下接触界面性能的评估，为解决工程结构中复杂变形下的接触问题提供了一种更加准确且便捷的方法。