【摘 要】在重型机械中存在很多的问题，如：超大超重型的配件的运输、装配、加工以及制造等等，对此本文提出了相应的预应力坎合连接的具体方法。在重型机械领域之中，预应力坎合连接是其中进行剖分之后形成的组合技术。本文从接触力学以及仿生学的角度中对多峰坎合的连接原理进行了分析。可以利用预应力来对剖分子件进行坎合处理，以此形成一个具备相应承载力的整体部件，将此原理作为基础，提出预应力坎合连接的三种工程应用方法。
【关键词】重型机械；预应力；仿生学；接触力学；坎合连接
在重型机械领域中，超大、超重型的零件质量能够达到数百吨，可能还会更大，这些关键零件国产化的水平能够展现出我国的核心竞争力，也象征着我国的实力。传统的制造方法就是整体制造，必须要具备高水平的超重型铸造水平，同时，还有大量的质量风险，成本也较高，吊装与运输商业存在相当大的难度。利用剖分——组合这种设计、制造思想就能够对这些问题进行解决，在这种设计思想中，剖分之后的连接就是其中非常关键的问题，想要使剖分——连接这种方法得以实现就必须要找到一个科学、有效的连接方法，这个问题在其中也非常关键。
1.预应力坎合连接技术
预应力坎合连接技术中，所具备的抗错移能力基本上是由多峰结构相互嵌入形成的。小尺度嵌入的多峰结构只具备有限的抗错移能力，在对机械进行设计的时候很少得到运用，这种情况也就是所谓的普通机的加工表面自然摩擦。大尺度嵌入的多峰结构，也就是机械抗剪结构，这种结构的抗剪、抗错移的能力较强，缺点就是应力容易出现集中现象，在疲劳载荷的情况下容易出现裂纹，对部件造成一定的破坏。所以，当前大量研究人员都想要从上述两种嵌入结构中找到一个更加合理、更加科学的抗错移结构。这种结构与多峰结构具有相同的特征，不同之处就是这种结构的多峰尺度在上述两种结构之间，也就是0.5mm到3mm之间。这种尺度类型的多峰结构在对错移力进行承受的过程中，能够将较大的应力分散到多个小型的应力集中部位，以此来使连接部位的抗疲劳性得到提升，同时合理的进行设计，使这种嵌入尺度的多峰结构所具备的抗错移能力得到提升，以此来使工程的需求得到满足。
2.多峰结构中的仿生学原理
在自然界中有着大量的结构都是利用多峰嵌入来使粘附力得到提升。如：爬山虎这种藤蔓植物就是向黏附表面的凹陷处生长，同时对表面的轮廓进行精准的复制，这样植物的表面就能够与其他的表面形成一种互锁的状态，这样就能够紧紧的黏附到一起；壁虎利用身下所有的微刚毛与所接触的表面形成一种互锁状态，这种微刚毛具有较强的柔韧性，这样壁虎就能够对这些黏附力进行利用在墙壁或是玻璃上行动。在自然集中，这样的例子非常的多。动植物表象所形成的这种自然黏附结构，从本质上来讲就是多峰坎合的一种结构，是形成机械阻力的一项重要基础。多峰结构可以是各种形状的，只要能够产生机械阻力就可以，如：柳钉状、钩状等等。这与机械连接有很多的相同之处。在进行实际应用的过程中，以这种原理进行设计与制造的有很多，如：尼龙搭扣等。
在自然界中的多峰结构互锁中，多峰可以在接触之前产生，也可以在接触后产生，如爬山虎这种藤蔓植物就是属于后者。通过上述的分析能够明确的得出，自然界中多峰坎合结构普遍存在的结构结构具有下面几种特征：第一，小尺度的多峰结构；第二，具有将强的自适应性；第三。在平行接触面以及垂直接触面都要进行坎合。
3.实施预应力坎合连接的方法
在机械连接中应用多峰坎合结构必须要对中间过渡层、坎合接触的表面形貌、压预应力场这三种特征进行充分的考虑。所以，预应力的多峰结构坎合连接的形式可以为下面几种，分别是：过渡板压印式的多峰坎合连接、压印式的多峰坎合连接以及直接多峰坎合连接。以上几种方式中，过渡板压印式的多峰结构主要就是对压入深度不够的问题所造成的坎合能力降低的问题进行解决而提出的。在多峰结构之中，额外加入一个流动极限较低的过渡平板，这样就可以压出一个较为合理的深度，使坎合连接可以更好的实现。过渡板对多峰坎合时相互嵌入与接触应力的问题能够良好的解决，同时，过渡板与坎合结构的材质不同，也使选择材料的自由度得到提升，这种方法在进行应用的时候必须要注意板料不能与多峰结构产生化学腐蚀。
压印式的多峰坎合结构指的是在接触表面对多峰结构进行设计与加工，由于预应力场的作用，让平面与多峰进行接触，以此来形成嵌入坎合。这种方法能够对自适应问题进行解决，也没有严格的对定位进行要求，但是工程中接触结构的材质基本相同，多峰与平面就非常容易出现较大的塑性变形，多峰坍塌，这样就会对嵌入的深度造成较大的影响，对坎合的效果也会造成一定的影响。
直接加工的多峰坎合结构就是指在接触的表面上直接对多峰结构进行设计与加工，使两个表面的多峰结构可以互相嵌入。但是这种结构存在明显的缺点，就是对定位以及加工精度的要求特别的严格，不具备自适应性，如果装备的精度以及多峰结构的加工精度不足的时候，就很难实现相互嵌入，导致坎合的效果缺失，这种方式在工程中很难得到广泛的应用。
4.结语
对多峰坎合连接的本质来说，使多峰结构接触的表面产生强大的抗错移能力的主要原因就是因为仿生学理论。在预应力的坎合连接之中，多峰接触式一种具备探索性的接触状态，塑性接触有这明显的优势，应用在结构中也能够产生较大的抗错移能力。在实施预应力的多峰坎合连接的方式之中，最适合当前工程中应用的就是过渡板压印式的预应力坎合连接，这种方式的错移力与多峰的嵌入深度、预紧力、多峰形状以及材料的硬度等多方面的因素有直接的关系。总而言之，重型机械中的预应力坎合连接是当前研究人员必须要面对的关键性问题。 [科]
【参考文献】
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