传统的结构设计,通常假设材料内部是均匀的,然而在材料的实际加工过程中难免会有空洞、夹杂、微裂纹等非均匀区域产生,正是由于这些非均匀区域的存在,使得材料的接触性能发生改变,强度降低;如果用均质材料的接触特性去设计结构,设计出的结构往往不能达到其预期寿命,甚至可能导致零件失效和一些安全事故的发生,因此对非均质材料的接触性能的研究显得非常重要。首先,本文基于Abaqus软件建立了含夹杂(球形)的有限体球接触模型,通过观察基体的塑性云图发现了含夹杂的球体初始产生屈服的位置规律,研究了不同的夹杂大小、夹杂深度以及基体参数对有限体球的临界下压量、弹性接触性能的影响,并拟合得到相应的关系式。同时研究了夹杂参数对基体表面的接触压力以及接触中心的下方米赛斯应力分布的影响;研究表明,基体表面的压力随着夹杂半径增大而增大,随着夹杂距离表面的深度增加而减小;当夹杂距离接触表面非常近时,不论夹杂半径取何值,表面的压力都有很明显的提高;夹杂半径越大,接触中心的下方的最大米塞斯应力越大,且随着夹杂深度增加应力值减小。其次,对含夹杂的有限球体的弹塑性性能也进行了研究,得到了夹杂半径和夹杂深度对基体的第一、第二弹塑性临界点的影响,并拟合出相应的关系式;研究了含夹杂时基体的接触载荷、接触面积与下压量的关系,拟合得到了接触载荷和接触面积的经验表达式。讨论了夹杂参数对基体表面的接触压力以及接触中心的下方米赛斯应力分布的影响。最后,采用了和球形夹杂等体积的圆柱体与立方体夹杂进行接触分析;并将其所得的公式值和和有限元计算结果进行比较,结果表明第三、第四章拟合得到的临界值、接触载荷和接触面积公式同样适用于相同位置下等体积的立方体和圆柱体夹杂。研究了多个夹杂同时分布在基体内部时,基体的应力场和表面接触压力的变化,结果表明,硬质夹杂之间的相互作用会削弱各个夹杂对应力集中的能力以及夹杂内部的应力场,但是仍然会产生较大的应力集中,而软夹杂的存在会使夹杂区域的米塞斯应力降低。接触压力在硬质夹杂区域内会有明显的提高,而在夹杂边缘区域略低于赫兹接触压力;同样在软夹杂区域的压力值有明显的下降,但边缘区域略高于赫兹接触压力。