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1、概述
微动疲劳是指构件在微动磨损时的疲劳强度和寿命强度问题。它考虑了微动疲劳磨损影响的构件或材料的疲劳和断裂的有关理论和实践的科学。而在先前的一些文献里已经讨论了位移、压力、频率、往复次数等机械参数以及材料组织结构和力学特性对微动疲劳的影响却忽略了摩擦系数对微动疲劳的影响。而摩擦力也是造成微动疲劳的主要参数之一，本文通过ANSYS分析理论上给出了摩擦系数对微动疲劳的影响。
2、模型
本文采取了圆柱面与无限平面接触作为研究的模型。
具体的参数为:
圆柱面半径为50.8mm，接触面宽度为6.35mm，长方体的长宽高为分别为19mm, 6.35mm,1.96mm,法向载荷为370N/mm.其材料为:Ti-6AI-4V，可知其=0.3, E=127GPa。
3、徽动疲劳的有限元分析
徽动疲劳是典型的接触分析，在ANSYS里面有三种接触方式:点-点接触，点-面接触，面-面接触.在这里由于接触的是两个平面，因此选用面-面接触方式。有限元分析步骤:
由于这个模型只在x,y方向上受力，因此可以看作一个平面应变问题，根据对称性取模型的一半。
(1)网格划分:本模型采用plane42单元，在x方向单元长度为0.2，在y方向上单元长度为0.1,总共有3349个单元.接触单元分别采用targe169和conta172。
(2)约束和载荷:在微动垫左右两侧的x方向上受到位移约束，在试样左端受全约束，下端对称约束。微动垫上方受法向载荷为370N/mm。试样的右端受400Mpa的应力，约束和载荷见图1。
(3)计算结果:本文分别对0.1-1.0的十个摩擦系数进行了分析，分析得到了最大接触压力、VonMise应力和x方向拉应力随摩擦系数的变化分别见图2。
从有限元分析结果图5可知，沿x方向的拉应力随着摩擦系数的增大而增大.而且在接触区域的边缘产生最大拉应力，因此裂纹最有可能在接触区域的边缘萌生和扩张。而且从图2,3.4可知随着摩擦系数的增加拉应力的作用范围增大，这也表明在更大的范围内产生裂纹和裂纹扩张。
从VonMise应力的图6,7可知，最大VonMise应力也在接触区域的边缘出现。而且随着摩擦系数的增大最大应力越来越集中于边缘接触区域，这就意味着这里是裂纹萌生和扩张的主区域，这和先前学者研究得到的结果一致。从VonMise应力随摩擦系数的变化图8可以看到，摩擦系数在0.1-0.3之间变化时，由于X方向的拉应力增加比较缓慢，这时在x,y方向的剪应力减少占主导地位因而VonMise应力随着摩擦系数的增大而减少，而当摩擦系数在0.3-1.0之间变化时，由图5可知x方向的拉应力迅速增加，而剪应力对它的影响相对小，因而VonMise应力随着摩擦系数的增大而增大。
从图9最大接触压力随摩擦系数的改变图可知，由于接触压力是受到法向载荷作用而产生的，因此摩擦系数对最大接触压力基本没影响，而且ANSYS分析的最大接触压力值与赫兹分析值之间最大误差也只有1.8%，比较接近。
4、计算结果分析
从有限元分析可知，随着摩擦系数的增大，x方向的拉应力，VonMise应力和最大接触压力都会有所改变，但是每个的改变趋势和幅度都不一样。
根据ANSYS分析的理论结果可知，徽动裂纹在接触区域的边缘萌生和扩张。而且在实际工程应用时应该注意摩擦系数对微动疲劳的影响，当摩擦系数越大时，越容易产生裂纹，而且产生裂纹的范围也就越大。
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