摩擦驱动焊接小车牵引力和通过性分析

针对焊接小车对变曲率半径工件适应性差的问题,进行了理论研究,改进焊接小车的驱动系统,建立了焊接小车在斜坡工况下的力学模型,分析了焊接小车运动过程中的牵引力变化规律,为焊接小车设计提供了理论支持。在此基础上,研究了焊接小车在外圆曲面和内圆曲面工况下的通过性,并计算出了2种特殊工况下特定结构和尺寸的焊接小车可以通过的最小曲率半径。基于上述分析结果设计出了一款基于摩擦传动的焊接小车,并进行了仿真验证,结果表明该焊接小车在变曲率半径轨道上具有良好的通过性,可以为焊接小车的设计提供技术保障。

环形接触面摩擦半径的两种计算方法比较

环形接触面在机械工程中应用十分广泛,在机械设计中通常需要对环形接触面的摩擦力矩进行计算。摩擦力矩的计算关键在于摩擦半径的确定,很多时候为计算方便,把环形接触面摩擦半径视为内圆半径和外圆半径均值的平均摩擦半径;而有些设计手册却给出与之截然不同的等效摩擦半径的计算公式。针对这个问题,建立接触面摩擦力矩的力学模型,采用力矩积分手段推导出了与手册中给出的等效摩擦半径相同的结果。对两个公式进行了比较,并对平均摩擦半径导致的误差进行了评析,为环形接触面摩擦半径公式的选用给出了建议。

橡胶支座隔震与摩擦摆支座隔震效果的对比研究

为了对比研究摩擦摆支座、橡胶支座对建筑结构的隔震效果,采用通用有限元软件ETABS建立一栋5层框架结构作为计算模型,基于非线性动力时程分析方法,考虑摩擦摆支座滑动摩擦系数和曲率半径的不同组合,从隔震结构自振周期,隔震支座位移、减震系数和层间位移角方面评估了两种不同产品类型的隔震效果;最后对比了支座隔震性能与外形尺寸。数值模拟结果表明:通过调整摩擦摆支座设计参数,能实现与橡胶支座相当甚至更优的隔震效果,且摩擦摆支座外形尺寸较小,为支座安装提供了充足的空间。

基于摩擦摆支座的连续梁桥抗震性能提升研究

为探究摩擦摆支座对震后预应力混凝土连续梁桥抗震性能提升效果,以实际工程为背景,分别建立了盆式橡胶支座与摩擦摆支座的全桥三维有限元模型,通过模态分析对比了两种支座对桥梁振动周期的影响;通过改变摩擦摆支座的曲率半径和摩擦系数,盆式橡胶支座和摩擦摆支座的组合形式,研究了摩擦摆支座参数、支座组合形式对桥梁地震响应隔震效率的影响。结果表明:采用摩擦摆支座有效延长了混凝土连续梁桥自振周期;支座隔震效率随摩擦系数变化曲线呈Z型,且摩擦系数在0.03~0.07变化时,支座隔震效率变化明显,曲率半径为4 m时该桥支座耗能能力最佳;桥台支座更换为摩擦摆支座更有利于减小桥墩墩底剪力值,特别是仅更换桥台支座的减震效果略低于全部更换,因此建议对同类型预应力混凝土三跨连续梁桥进行隔震设计时,优先考虑更换桥台支座,以实现成本效益与减震效果的良好平衡。

考虑黏层油迁移影响的OGFC面层空隙结构表征

为了保证沥青路面层间的充分黏结,在层间撒布黏层油是目前路面施工的必要工序。由于开级配磨耗层(OGFC)的大空隙结构,在压实过程中黏层油倾向于通过界面处OGFC的空隙向上迁移,从而影响界面处OGFC的空隙结构并进而影响其功能。本文选取2种下卧层材料、1种OGFC材料和4种黏层油掺量制作OGFC和下卧层组合试件;通过CT扫描、三维重构和一系列图像处理方法对OGFC面层的空隙结构进行表征和分析;选取截面空隙率、平均空隙半径和平均配位数对OGFC面层的空隙结构进行定量表征。研究结果表明:当层间不撒布黏层油时,OGFC面层的空隙率分布与密级配沥青混凝土的类似,呈现两端空隙率高、中间空隙率低的规律;当黏层油掺量为0.5、1.0和1.5 kg/m^(2)时,黏层油向上迁移,使得界面处OGFC的空隙率显著降低,并且黏层油掺量越大,迁移的高度越大;黏层油迁移对平均空隙半径和平均配位数的影响规律与空隙率的基本一致;下卧层的表面构造也会对黏层油的迁移造成显著影响。

基于热-力耦合的陶瓷球轴承摩擦力矩分析

滚动轴承摩擦力矩是导致轴承发热的主要因素,为准确描述轴承摩擦力矩与温升的耦合关系,基于滚动轴承拟动力学及弹流润滑理论,考虑轴承预紧力、离心效应、热膨胀等影响,建立了基于热-力耦合的陶瓷球轴承摩擦力矩计算模型,并试验验证了模型的正确性。分析了不同工况条件及轴承结构参数对陶瓷球轴承摩擦力矩的影响,计算结果表明:陶瓷球轴承摩擦力矩受载荷、转速、预载荷影响较大;合理选择轴承的结构参数以及润滑油温度均有助于降低轴承整体的摩擦力矩。

一起高压断路器弹簧机构拒分故障分析

高压断路器是电力系统中常用的控制和保护设备,以12 kV断路器开关柜弹簧机构拒分故障为背景,分别对断路器核心模块的分闸阻力矩和机构分闸输出扭矩进行测试,验证机构与开关模块的适配能力。检查机构核心部件分闸掣子的尺寸,通过计算摩擦圆半径以及驱动力臂,查明故障原因是分闸掣子与限位块导致力臂变短,阻力增加造成闭锁,分闸弹簧无法驱动滚子实现分闸。

低摩擦型建筑摩擦摆与黏滞阻尼器组合减隔震地震反应影响分析

介绍摩擦摆的力学特性及性能优势,结合甘肃陇南区某新建幼儿园项目,阐述常规摩擦摆设计中高、低摩擦型摩擦摆组合设计特点,并提出采用低摩擦型摩擦摆配合黏滞阻尼器和低摩擦型大曲率半径摩擦摆配合黏滞阻尼器等两种设计方案,结合多工况下罕遇地震弹塑性时程结果进行数值分析。分析表明:在罕遇地震作用下黏滞阻尼器相较于低摩擦型摩擦摆具有更高的耗能效率,采用黏滞阻尼器配合低摩擦型摩擦摆组合使用较常规设计方法具有更好的减震效果,通过增大曲率半径可延长隔震结构基本周期,降低地震能量输入,同时采用黏滞阻尼器限制隔震结构罕遇地震位移,可在相同位移条件下,得到相较常规设计方法更高的结构阻尼比,可同时大幅降低上下支墩及上部结构楼层剪力。

摩擦副摩擦半径计算之有限分割法研究

现有摩擦副摩擦半径的计算方法一般不考虑制动闸片的实际结构及压力分布,会导致计算结果存在偏差。为了研究制动闸片的实际结构及压力分布对摩擦半径的影响,基于Excel的VBA功能及有限分割法,开发了制动闸片数值模型导入、压力分布计算和摩擦半径计算的程序。该程序可以快速计算出各种制动闸片在不同安装参数下的摩擦半径,给制动闸片产品开发及产品应用提供了快捷、有效的工具。基于该工具对两种制动闸片在不同安装参数及摩擦副之间存在相对位移情况进行研究,结果表明,制动闸片的结构及压力分布对摩擦半径的影响较大,产品应用中应根据实际使用的制动闸片进行计算。

摩擦摆隔震支座理论分析与数值模拟研究

介绍了摩擦摆隔震支座的基本构成和隔震原理。利用力学平衡原理,对摩擦摆隔震支座进行了理论分析,推导了摩擦摆隔震支座的刚度和等效粘滞阻尼比,构造了摩擦摆隔震支座的滞回模型,并探讨了该支座的自回复能力,得到了其最大残余位移计算公式。采用有限元软件ABAQUS,对摩擦摆隔震支座进行实体单元建模,模拟低周反复荷载作用下,该支座的滞回特性与回复特性。研究结果表明:①理论分析和数值模拟结果吻合较好,验证了提出的滞回模型和最大残余位移计算公式的正确性;②摩擦摆隔震支座的滞回曲线饱满,具有良好的滞回性能;③摩擦摆隔震支座的刚度与球面半径成反比,可能的最大残余位移为摩擦系数和球面半径的乘积;④该支座的最大应力出现在支座处于设计位移的时刻,且一般位于滑块或支座板球铰面边缘。

管土摩擦和管径对埋地管道破坏的影响分析

如何分析管土摩擦和管径对埋地管道地震破坏的影响,是城市地下管道建设中面临的突出问题。采用AD INA软件的定义体操作来选择体类型,并应用布尔操作实现了管道与土体和断层之间的融合,得到地下管道破坏分析的几何模型。通过模型参数选择,确定了岩土性质、管道特性、断层等模型参数,定义了管土摩擦、地震荷载时间函数、断层位移荷载。依据计算结果,分析了管土摩擦和管径对地下管道地震破坏的影响,找出了提高埋地管道抵抗破坏能力的摩擦系数和管径最优值,给出了几点工程建议。

摩擦摆支座在单层球面网壳结构隔震控制中的参数分析

为研究摩擦摆支座(FPS)的参数对网壳结构隔震性能的影响,将其应用于单层球面网壳,给出了摩擦摆支座隔震网壳的运动方程.对工程中常用的单层球面网壳的地震响应进行了时程分析,通过改变输入地震动的强度,较为全面地分析了摩擦摆支座的滑动面摩擦系数和球面滑动半径的变化对隔震结构的隔震层位移和节点加速度的影响,总结了隔震结构的地震响应随滑动面摩擦系数和球面滑动半径的变化规律,为摩擦摆支座在网壳结构应用中的参数选取提供了参考依据.

长水平段水平井钻进摩阻控制

长水平段水平井能够增加钻遇油层的长度和数量,提高单井油气开采量,在薄油层开发、海油陆采方面具有明显的技术优势。但由于水平段过长,钻进过程中面临着严重的摩阻问题。以胜利油田某长水平段水平井为例,采用有限元方法,从井身剖面结构参数优化、钻井作业参数优选等方面,分析其对摩阻的影响规律及其内在影响机理。研究结果表明,案例井造斜段曲率半径对长水平段水平井摩阻影响较为明显,应综合考虑地层特点、造斜率控制难度以及后期送钻能力进行合理选取;起钻过快会导致钻柱与造斜段上井壁摩擦严重,下钻时应平衡下入效率、钻柱变形和摩阻的关系,防止遇阻;复合钻进时低速区的转盘转速不会引起摩阻的明显变化。

摩擦摆支座在地下地铁车站结构中的减震效果研究

基于阪神地震中大开地铁车站的破坏模式与成灾机理,借鉴地面建筑结构的减隔震设计理念,提出在地铁车站中柱顶部设置摩擦摆支座形成新型减震结构体系。通过建立土-地下结构整体二维数值分析模型,运用整体动力时程分析方法对比研究了摩擦摆支座不同滑道半径和不同摩擦系数工况下减震结构与原型结构在结构变形和截面内力等动力响应的差异。结果表明:柱端设置摩擦摆支座使得结构整体抗侧刚度减小,结构的水平变形呈现小幅增大趋势。当摩擦摆支座的滑道半径越大、摩擦系数越小时,中柱变形、剪力和弯矩值较原型结构均有大幅的减小。

变曲率摩擦摆隔震支座理论分析与数值模拟

介绍了变曲率摩擦摆隔震支座的基本构成,从力学平衡原理出发对变频式摩擦摆隔震支座和锥形摩擦摆隔震支座两类变曲率摩擦摆隔震支座进行理论分析,推导出变曲率摩擦摆隔震支座的刚度,探讨了支座的自回复特性,得出支座最大残余位移的计算公式。采用ABAQUS软件对2类变曲率摩擦摆隔震支座进行实体单元建模,模拟了低周反复荷载作用下的滞回特性与回复特性,并与(球面)摩擦摆隔震支座进行对比分析。研究结果表明:1)理论分析和数值模拟结果吻合较好;2)变曲率摩擦摆隔震支座的滞回曲线饱满,具有良好的滞回性能,且与初始刚度相同的(球面)摩擦摆隔震支座相比,其等效粘滞阻尼比和耗能系数更大,具有更强的耗能能力;3)变曲率摩擦摆隔震支座的刚度由曲率半径,即曲面函数决定,经合理设计可使得其刚度随着位移增大呈现逐渐减小的趋势,从而使其自振周期随着位移增大而逐渐增大,可较好的解决隔震结构的低频共振问题;4)与(球面)摩擦摆隔震支座相比,该支座刚度软化的机制可使传递给上部结构的剪力减小;5)该支座的最大应力出现在支座位于设计位移时刻,且一般位于滑块或支座板球铰面边缘;6)该支座的最大残余位移由摩擦系数和曲面函数各参数共同决定,可通过理论分析和数值模拟进行合理的参数化设计将其控制在工程可接受的范围内。

水在小高宽比微小高度矩形弯道中的流动特性的试验研究

设计了三种不同曲率半径、每种曲率半径包括三种不同当量直径的微小通道 ,并对其水力特性进行了一系列的试验研究 ,将试验结果分别与经典的层流理论的计算结果以及常规尺度矩形截面弯曲通道试验关联式的计算结果进行了比较 ,发现它们间存在较大的差异。试验表明 ,在本文的试验条件下 ,流体在弯曲微小通道中流动的临界雷诺数 Rec =10 0 0～ 12 0 0 ,且随着曲率半径的减小 ,Rec 也逐渐减小。曲率半径对弯曲微小通道的摩阻系数有一定的影响 ,其值随曲率半径的减小而增加 。

滚动摩擦摆线行星传动啮合特性研究

根据齿轮啮合原理，系统地分析研究了滚动摩擦摆线行星传动的啮合特性。指出该传动啮合点处齿廓曲率半径的变化情况。为进一步研究传动特性及承载能力提供了理论依据。

摩擦摆支座参数对隔震桥梁地震响应的影响

为了研究摩擦摆支座隔震桥梁的地震响应特性,结合某在建城市轨道交通大跨连续梁桥,考虑摩擦摆支座的非线性滞回模型,采用ANSYS有限元软件建立全桥模型,通过非线性时程分析方法,研究了摩擦摆支座的摩擦系数、曲率半径及抗剪栓钉抗力等因素对连续梁桥地震响应的影响。结果表明:在纵向地震动作用下,随着摩擦系数的增大,墩底最大弯矩和墩顶最大位移不断增大;随着曲率半径的增大,主墩墩底弯矩逐渐减小;随着栓钉抗力的增大,制动墩墩底最大纵向弯矩、墩顶最大纵向位移先保持不变后增长明显。因此,建议摩擦摆支座中栓钉的抗力不宜过高。

径向井水力压裂摩阻影响因素与计算公式

为研究井眼内径及压裂施工参数对径向井压裂摩阻影响规律和确定井眼内压裂液摩阻大小,使用中国石油大学(华东)研制的压裂液摩阻测试系统(主要由摩阻测试控制中心、压裂液调配釜、可调速螺杆泵、变径管道、高灵敏度压力测量仪、电子流量计组成),模拟径向井中压裂液的流动状态,并对压裂液摩阻进行准确测量,分析了影响压裂液摩阻的主要因素。实验结果表明,对径向井摩阻影响由大到小的因素依次为:井眼内径、排量、黏度、支撑剂粒径和砂比,且影响规律各有不同。采用降阻比原理,通过对322组实验数据进行回归拟合,建立了考虑井眼内径、排量、压裂液黏度、支撑剂粒径及砂比的径向井瓜胶压裂液摩阻损失计算关系式。利用相关系数检验法计算标准估计误差为0.140,拟合回归方程有效。实验发现,瓜胶压裂液黏度对摩阻有双重影响:一方面会增加流体内部以及流体与管壁间的剪切应力,导致摩阻损失增大;另一方面,随着黏度增加,聚合物溶液产生转捩延迟效应,同时对支撑剂控制能力增强,促使压裂液摩阻损失减小。

摩擦摆支座在K8型单层球面网壳结构中的隔震研究

为获得应用摩擦摆支座(FPB)单层球面网壳结构的抗震性能,将摩擦摆支座精细化有限元模型应用到跨度为80 m的K8型单层球面网壳结构中,对两种支承形式的网壳结构施加相同的地震波.依据结构杆件和节点动力响应对摩擦摆支座的隔震效果进行分析,讨论了在水平和竖向地震动时摩擦摆支座的摩擦系数和曲率半径对单层球面网壳地震响应的影响规律.结果表明:随着地震动强度的增强,摩擦摆支座的最优摩擦系数也随之增加;摩擦摆支座曲率半径越大网壳结构的地震响应越小.在上述研究基础上,对单层球面网壳结构如何选择摩擦摆支座进行了一些讨论.