Сближение в контакте шероховатых поверхностей во многом определяет контактную жесткость и прочность соединений деталей машин. Как известно, полное сближение состоит из упругого и остаточного сближения. Для поверхностей, имеющих грубо обработанную поверхность и нагруженных большой нагрузкой, упругой составляющей сближения можно пренебречь. Однако для более гладких поверхностей такое пренебрежение может привести к значительной ошибке. В связи с этим, исследование закономерностей упругопластического контакта шероховатых поверхностей имеет большое значение для машиностроения.
Контакт двух шероховатых поверхностей можно заменить контактом шероховатой и гладкой поверхностей путем введения понятия «эквивалентная шероховатая поверхность» [1].
Рассмотрим контакт номинально плоской шероховатой поверхности с гладкой. При этом возможны два случая контакта шероховатых поверхностей: в первом случае твердости контактирующих поверхностей различаются более чем в два раза. Тогда микровыступы шероховатой поверхности внедряются в гладкую поверхность или сплющиваются под действием нагрузки, т.е. происходит только внедрение или сплющивание. Во втором случае твердости различаются меньше чем в 2 раза, тогда микровыступы поверхностей одновременно как внедряются, так и сплющиваются под действием нагрузки. В работе рассматривается частный случай близких твердостей материалов, когда соотношение твердостей материала поверхностей будет равно единице, т.е. твердости равны.
Для создания метода определения сближения, удобного для практического применения, была предложена «одноуровневая» модель [2], в которой все микровыступы расположены на одном уровне, а для каждого реального значения фактической площади контакта (ФПК) принимается соответствующее количество микровыступов. Определение ФПК в зависимости от сближения при использовании такой модели является вполне обоснованным. Однако вопрос о соответствии сил, действующих в модели и в контакте реальных поверхностей близкой твердости, остается открытым.