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龙图腾网获悉河北工业大学申请的专利一种三维粗糙表面接触面积的计算方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115033941B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-22发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202210776025.5，技术领域涉及：G06F30/10；该发明授权一种三维粗糙表面接触面积的计算方法是由张长庚;余百川;李永建;杨庆新设计研发完成，并于2022-07-02向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种三维粗糙表面接触面积的计算方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种三维粗糙表面接触面积的计算方法，该方法将MATLAB的解析模型与有限元软件COMSOL的仿真模型相结合，首先依据分形理论在MATLAB软件中模拟生成三维各向异性粗糙表面，并在COMSOL软件中对具有不同材料特性参数和表面形貌特征的弹塑性粗糙表面的接触行为进行数值仿真计算；根据结合面材料特性参数与分形参数，在MATLAB中构造结合面接触面积的数学模型，并将仿真获得的接触压力数值解导入该数学模型中计算接触面积解析解，实现了粗糙接触体接触面积的解析计算与仿真验证，根据COMSOL的仿真结果可实现对数学模型的进一步修正，为后续接触面积影响下的接触电阻及接触热阻的研究提供了理论依据。

本发明授权一种三维粗糙表面接触面积的计算方法在权利要求书中公布了：1.一种三维粗糙表面接触面积的计算方法，其特征在于，该方法包括如下步骤： 步骤1、设定等效粗糙面的微观形貌参数，再在MATLAB软件中根据微观形貌参数生成等效粗糙面的点云数据，再将点云数据导入有限元软件COMSOL中，利用COMSOL中的参数化曲面功能来构建等效粗糙面； 步骤2、在COMSOL中，将步骤1构建的等效粗糙面作为一个虚拟接触件的接触面，得到粗糙接触体；将另一个虚拟接触件的接触面设置为刚性光滑平面，得到刚性光滑接触体；两个虚拟接触件共同构成等效三维接触模型； 步骤3、在COMSOL中，确定两个实际接触件的各自的材料特性参数，进而计算出粗糙接触体的材料特性参数；再将计算出的粗糙接触体的材料特性参数导入COMSOL中，再导入材料硬化曲线和几何体位移曲线；最后将刚性光滑接触体的材料特性参数导入COMSOL中； 步骤4、在COMSOL中进行物理场及初始条件设置： 刚性光滑平面设置为固定约束，等效粗糙面设置为指定位移，在指定位移处输入步骤3中导入的几何体位移曲线； 等效粗糙面加入积分算子； 等效粗糙面与刚性光滑平面设定为一对接触对； 步骤5、在经过步骤3和步骤4设置后的COMSOL中，对步骤2获得的等效三维接触模型进行网格剖分，然后进行仿真计算；若仿真结果收敛，则得到COMSOL的仿真结果；COMSOL的仿真结果由接触压力数值解和接触面积数值解构成；若仿真结果不收敛，则返回步骤3，调整步骤3中的几何体位移曲线的斜率以及步骤5的网格剖分中的等效粗糙面和粗糙接触体的网格单元大小，直至仿真结果收敛； 步骤6、根据步骤3确定的两个实际接触件的材料特性参数以及步骤1中设定等效粗糙面的微观形貌参数在MATLAB中构造结合面接触面积的数学模型，再将步骤5获得的接触压力数值解导入该数学模型中计算得到MATLAB的仿真结果；MATLAB的仿真结果为接触面积解析解。

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