考虑摩擦接触特性的钢衬钢筋混凝土管道承载机理研究

采用库伦摩擦接触模型模拟钢衬与外包钢筋混凝土间摩擦接触特征,建立了李家峡水电站坝下游面钢衬钢筋混凝土管道结构模型,系统研究了内水压力作用下外包混凝土起裂荷载、裂缝扩展、管道变形、钢衬与钢筋应力分布特征等承载性能规律。结果表明：考虑钢衬与外包混凝土间的摩擦接触机制时,混凝土裂缝扩展规律与模型试验吻合更好,钢衬应力更为均匀,混凝土裂缝宽度普遍在0.3-0.4 mm,明显大于不考虑摩擦接触特性结果;随着钢衬与外包混凝土间摩擦系数的增加,管顶附近的变形不均匀程度逐渐增加,钢衬应力不均匀程度增加,不利于发挥钢衬的承载性能,但同时上半周裂缝处的钢筋应力峰值明显减小,应变不均匀程度减小,说明摩擦系数的增加有利于裂缝控制。

径向驻波型超声波电机接触摩擦特性建模与分析

超声波电机的接触摩擦模型对电机输出性能优化、控制电路设计具有重要的作用。现有对超声波电机接触摩擦模型的研究,大多基于库伦摩擦模型,其计算结果的精度有待进一步提高。该文基于Dahl摩擦模型对一种径向驻波型超声波电机的接触摩擦特性进行建模和分析。首先介绍电机的结构,然后分析定子的振动、定转子间的接触摩擦以及转子的旋转运动,考虑定子振动的瞬态响应过程,基于Dahl摩擦模型建立径向驻波型超声波电机定转子接触摩擦传动模型。利用所建立的模型,研究接触界面的摩擦力、不同负载下电机的速度响应情况以及电机的转矩-转速特性。最后测试样机的转矩-转速特性,将理论计算值与实验值进行对比,二者基本吻合,证明所建立模型的有效性。此外,该文也对基于库伦摩擦模型的计算值进行对比分析,结果表明:相比于库伦摩擦模型的计算值,基于Dahl摩擦模型的计算值具有更高的精度。

角速度对三角皮带传动系统摩擦接触特性影响

建立三角皮带传动系统有限元模型,对不同角速度、摩擦因数条件下皮带传动系统摩擦及接触特性进行分析,研究了不同角速度、摩擦因数对三角皮带传动系统摩擦接触特性的影响。研究结果表明,随着角速度增加,皮带与皮带轮之间的接触力不断减小;随着皮带接触程度不断增加,皮带与皮带轮之间的接触力随着增加;随着摩擦因数的增加,接触点的摩擦角逐渐减小;随着接触程度增加,接触点的摩擦角不断增加,且在退出接触点达到最大;三角皮带从外到内沿径向方向不同节点处皮带与带轮之间的接触应力和摩擦角不同,但两者变化趋势基本一致。

胶结性对钙质砂剪切特性影响的试验分析

为研究未胶结和胶结钙质砂的剪切特性,对其进行颗粒分析试验、直剪试验以及接触摩擦特性试验。结果表明:所用钙质砂样的主要粒径集中在0.075mm至1mm之间,约占试样总质量的91.7%;未胶结钙质砂的剪应力位移曲线具有较明显的应变软化特征,且内摩擦角远高于普通石英砂。而胶结后的钙质砂剪应力位移关系却转变为应变硬化趋势,同时粘聚力升高,内摩擦角降低,抗剪强度仅得到有限的提高。这说明胶结性对钙质砂的抗剪强度起到正反两方面的耦合作用,其固化钙质砂的效果不明显。同时,接触面剪切特性试验说明胶结不仅不能有效提高桩侧摩阻力,反而是导致钙质砂桩侧摩阻力低下的重要原因。

基于接触摩擦特性的清管器清洁能力评价方法

基于三维有限元数值模拟方法,从密封元件的接触摩擦特性出发,创新性地提出一种清管器清洁能力评价方法。利用ANSYS软件建立两种常见形式的清管器在水平直管内运行的三维有限元模型,并通过现场试验对其准确性进行验证。通过分析计算结果,分别对不同摩擦工况下的两种清管器的清洁能力进行对比。研究结果表明:接触摩擦因数对清管器在运行过程中的密封紧密度、切向刮擦力、有效清洁面积均存在影响,随着摩擦因数的增加,清管器密封元件的切向刮擦力增大,而接触紧密度和接触面积减小。在相同摩擦工况下,当密封元件材料和过盈量相同时,直板型清管器的密封紧密度和刮擦力均优于皮碗型清管器;然而在运行相同距离的情况下,皮碗型清管器所能产生的有效清洁面积大于直板型清管器。根据待清洁管道内的杂质类型来合理选择清管器种类可以有效发挥其清洁能力,提高清洁效率。

Friction Characteristics of Space Lubricating Oil No.4129 in Rolling and Sliding Contact

The friction coefficients between the surfaces of a ball and a disc lubricated by a space lubricating oil No.4129 were measured at various operating conditions on a ball-disc friction test rig. Friction characteristic curves were obtained under sliding and rolling movements at point contact. A new model for calculation of the friction coefficient was presented. The results show that the bigger the load is, the larger the friction coefficient becomes. The rolling speed ranging from 1 m/s to10 m/s has an important effect on the friction coefficient. The friction coefficient increases with the increase in sliding speed and the decrease in rolling speed. The linear variation region of the friction coefficient versus the sliding speed at high rolling speed is wider than that at low rolling speed. The model for calculation of the friction coefficient is accurate for engineering use.