土壤颗粒滚动摩擦系数测量及工程验证

随着国家对工程机械节能增效的要求越来越高,减少工程机械作业阻力是节能增效的核心技术之一。土壤作为工程机械作业的典型工况,很有必要对其物理参数进行深入研究,而土壤的滚动摩擦系数对其宏观性能有着显著的影响。现有滚动摩擦系数的测量方法并不适用土壤颗粒,论文设置了一套土壤滚动摩擦系数测量装置,可以很好的避免土壤颗粒在测试时发生破碎,并可获得足量的实测数据,通过SPC方法处理测试数据呈正态分布并满足稳定性要求。经过测量计算得到土壤颗粒-土壤颗粒之间的滚动摩擦系数为:0.045,土壤颗粒-钢之间的滚动摩擦系数为:0.033。把测得的系数设置到离散元模型(JKR模型)中,得到虚拟土壤安息角,并与实测的土壤安息角进行对比,偏差在1.7%以内,表明测量装置设计合理,测量结果准确,满足工程要求,为后续工程机械降低作业阻力研究打下坚实的基础。

层间摩擦系数对非黏结柔性管抗拉铠装层轴压屈曲失效模式的影响研究

在柔性管运输、铺设安装和服役过程中,由于其抗拉铠装层钢带为柔性细长螺旋结构,当外部载荷超过临界值时,抗拉铠装层钢带容易发生屈曲失效。考虑非线性材料、几何大变形、层间接触和摩擦等非线性效应的影响,运用ABAQUS有限元软件建立了63.5mm典型非黏结柔性管8层完整结构模型,研究了在抗拉铠装层不同层间摩擦系数的情况下,非黏结柔性管在轴向压缩载荷作用下的力学性能和屈曲失效模式。研究结果表明,层间摩擦系数对非黏结柔性管的抗压刚度和抗拉铠装层屈曲失效模式有较大影响,层间摩擦系数以0.1和0.2为分界点,抗压刚度和屈曲失效模式均呈现出“三段式”变化规律。研究成果可为海洋非黏结柔性管的结构设计和屈曲失效评估提供技术参考。

深中通道沉管隧道最终接头MGB滑轨摩擦系数试验研究

深中通道沉管隧道最终接头采用了水下推出式对接方式,推出过程中采用MGB滑轨作为底部滑行系统,为分析结构受力,建立了与施工现场荷载相同的试验结构,研究了深中通道沉管隧道最终接头MGB滑轨与防腐涂层在不同施工荷载和润滑状态下的摩擦系数,并与厂家提供的摩擦系数进行了对比。研究结果表明:MGB材料的摩擦系数随着荷载的增大而减小,干摩擦情况下的静摩擦系数范围为0.181~0.266,滑动摩擦系数范围为0.150~0.226,在水润滑条件下摩擦系数小于干摩擦,摩擦系数与接触界面有关,工程中建议根据实际荷载和摩擦界面情况对摩擦系数进行测试。

轮轨摩擦系数对低地板轻轨动力响应及车轮磨耗的影响

为了确保低地板轻轨车辆安全且平稳地运行,以某轻轨线路为依托,利用多体动力学软件UM(Universal Mechanism)建立了低地板轻轨车辆-轨道耦合动力学模型。选用LM磨耗型车轮踏面以及R50标准钢轨,以美国六级不平顺轨道谱作为线路激扰。基于Hertz及Kalker简化理论、Archard模型,进行不同摩擦系数共5个工况下车辆动力响应以及车轮磨耗变化规律的仿真分析。在此基础上进一步分析了4个不同运行里程阶段对应共96组车轮磨耗型面下轻轨车辆安全性指标的变化规律。研究了4个不同运行里程阶段对应的不同车轮磨耗型面下车辆过曲线时安全性指标随摩擦系数的变化情况。结果表明:脱轨系数、轮轴横向力、轮轨横向力、车体横向加速度受摩擦系数的影响较为显著,而轮重减载率、车体垂向加速度对摩擦系数的改变并不敏感。车轮磨耗深度随里程和摩擦系数的增加而增大,且相同工况下独立旋转车轮的磨耗情况更加严重。在车辆运行40000 km后,其轮轨横向力、轮轴横向力、脱轨系数整体呈现随里程增加而增大的规律,而轮重减载率基本不受运行里程的影响。在不同摩擦系数及运行里程的叠加影响下,轮轨横向力、轮轴横向力、脱轨系数的峰值出现的位置不同,而轮重减载率却始终处于较为稳定的状态。

粉末外摩擦系数试验研究进展

粉末与界面的外摩擦行为受粉末的材料性能、模壁表面粗糙度、相对运动速度、温度和压力等因素的影响,不合理的外摩擦行为很容易造成粉末加工装备的磨损以及制品密度分布不均匀。为探究粉末的外摩擦行为,深入考察了国内外粉末外摩擦系数的研究进展,归纳和总结了粉末外摩擦系数的测试方法。根据载荷不同,将粉末外摩擦系数测试方法分为小载荷测试方法和大载荷测试方法,其中,小载荷外摩擦系数测试方法包括斜面法和平板法,大载荷外摩擦系数测试方法包括旋转法、剪切法和闭模法。遵循以上分类方法,进一步阐述了各种测试方法的原理、测试设备以及获取的重要结论。结果表明,小载荷作用下的测试方法仅适用于测量低相对密度粉末的外摩擦系数,测试中的压制力一般低于粉末重量的100倍。大载荷作用下的测试方法更常用于高相对密度粉末的外摩擦系数测量,测试中的压制力因材料而异,聚合物材料的压制力通常在粉末重量的0.5×10^(3)~1.0×10^(5)倍,金属材料的压制力在粉末重量的10^(5)~10^(7)倍。

BOPP烟膜最佳摩擦系数控制范围研究

研究BOPP烟膜的常温摩擦系数和热摩擦系数,探索摩擦系数的极大值和极小值对烟膜上机性能的影响。结合生产实际,提出供需双方对BOPP烟膜摩擦系数的最佳控制范围。

弹性滑板支座不同摩擦系数对楼层反应谱的影响

采用课题组建立的楼层反应谱Benchmark模型,研究弹性滑板支座不同摩擦系数对楼层反应谱的影响.使用ETABS软件建立隔震结构有限元模型,在底层柱底和基础之间布置弹性滑板支座,为了使楼层反应谱具有实用性和代表性,输入FEMA P695中推荐的22条远场地震动,分别对4个摩擦系数的基础隔震结构进行非线性时程分析,研究弹性滑板支座摩擦系数对楼层反应谱的影响,且与铅芯橡胶支座隔震结构楼层反应谱进行比较.结果表明:摩擦系数影响楼层反应谱的谱值,但不改变楼层反应谱峰值出现的周期,不影响楼层反应谱的频谱特征;在周期0~6 s内,文中4种摩擦系数的弹性滑板支座结构的楼层反应谱谱值均小于铅芯橡胶支座的谱值,说明该结构弹性滑板支座的隔震性能优于铅芯橡胶支座.

TC18钛合金热锻成形摩擦系数的实验研究

在TC18钛合金热锻成形过程中,摩擦系数对锻件成品率和模具服役寿命有显著影响。为了精确测定不同工艺条件下的摩擦系数,基于工艺实验结合Deform-3D有限元分析的方法,通过建立摩擦系数标定曲线,测定了TC18钛合金圆环在不同润滑条件下镦粗过程中的摩擦系数,对温度场、应变场及金属流动状态进行了分析。结果表明,在TC18钛合金热锻成形工艺过程中,干摩擦条件下的摩擦系数最大,为0.70~0.80;复合润滑布条件下的摩擦系数最小,为0.30~0.40;在保温棉+纤维布的润滑条件下,摩擦系数为0.40;保温棉润滑条件下的摩擦系数为0.60~0.70。

基于分形理论的磨削粗糙表面静摩擦系数模型

为更准确地计算磨削粗糙表面的静摩擦系数,本文综合考虑了微凸体相互作用和区域扩展系数的影响,基于分形几何理论和Hertz接触理论,并利用切向接触载荷的基本理论,推导了磨削粗糙表面的真实接触面积、法向总载荷和切向总载荷,建立磨削粗糙表面的静摩擦系数分形模型,通过数值仿真研究了不同法向总载荷、分形维数、高度尺度参数以及材料参数对粗糙表面静摩擦系数的影响规律。仿真结果表明,磨削粗糙表面的静摩擦系数随着法向总载荷的增加而增加,随着高度尺度参数或材料参数的增大而减小;静摩擦系数和分形维数存在非线性关系,当分形维数小于2.65时,静摩擦系数随着分形维数的增大而增大,当分形维数大于2.65时,静摩擦系数随分形维数的增大而减小。最后通过试验和现有模型验证了本文模型的有效性。

离心激活机构的结构设计及摩擦系数的优化

在设计引信的激活机构时,激活机构的安全性和可靠性是需要重点考虑的问题,但这两者一般是相互矛盾的,提升了安全性可能会降低可靠性,提升了可靠性可能会降低安全性,因此在设计激活机构时需要综合考虑多方面因素,激活机构零件与零件的摩擦系数就是影响安全性和可靠性的重要因素之一,为了探究摩擦系数对激活机构安全性和可靠性的影响,本文将设计好的离心激活机构导入Adams,模拟离心激活机构在不同摩擦系数时面对不同过载环境时激活机构的安全性和可靠性,从而确定出摩擦系数的取值范围,为机构的后续加工提供参考。

不同桩-土界面摩擦系数对水平荷载下大直径单桩变形特性影响研究

为研究不同桩-土界面摩擦系数对水平荷载下大直径单桩变形特性的影响,根据现场试验及室内循环剪切试验结果,采用Abaqus软件及可考虑软土软化效应的本构模型进行数值模拟。结果表明:提高桩-土界面摩擦系数可在一定程度上减少桩顶位移,其减少程度与桩土相对位移呈正相关。桩-土界面摩擦系数变化区间为0.1~0.5,在水平静载作用下,桩-土界面摩擦系数对桩顶位移的影响随荷载的增大而增大,随桩径的增大而减小。水平循环荷载作用下,桩-土界面摩擦系数对桩顶位移及桩周土体软化程度的影响随荷载峰值、荷载频率、循环次数的增大而增大,桩顶位移减小值最大可达25.85%,桩周土体软化程度最大可达17%。

基于机械比能与滑动摩擦系数的PDC钻头破岩效率试验

为探究机械比能理论指导下PDC钻头破岩效率的影响因素,通过简化钻头与地层相互作用模型并推导滑动摩擦系数,结合室内试验分析各因素对钻头滑动摩擦系数的影响。结果表明:钻压通过切削齿的吃入深度影响摩擦系数,当切削齿完全吃入地层所产生的摩擦系数最大;钻速过快导致的岩屑过多且无法有效移除时摩擦系数会减小;转速增加会使摩擦系数减小;不同类型的岩样其最终稳定的摩擦系数不同,但一般在0.4~0.6;钻头直径不会影响摩擦系数最终稳定值;钻进软至中硬地层时,应选取尽量大的钻压和转速,即使较大钻压和转速对于提升破岩效率并无裨益,但却会明显提升机械钻速,此时机械比能增加并不明显,说明钻头能量利用率保持在一个稳定的阶段;钻进较硬地层时,提升钻压、转速水平会明显提高机械钻速,增大机械比能,降低破岩效率,钻头机械能量利用率下降,此时钻进参数的选取就需要综合钻速、机械比能、破岩效率等因素判定。

变滑动摩擦系数振子简谐激励Krylov-Bogoliubov计算方法

研究了单自由度滑动摩擦系数随相对速度变化的干摩擦振动系统简谐激励响应计算问题 ,运用Krylov Bogo liubov近似方法推导了相应的频响方程。通过一个数值例分析 。

变滑动摩擦系数振动系统最优化计算方法研究

研究了两自由度滑动摩擦系数随相对速度变化的干摩擦振动系统简谐激励响应计算问题。通过将干摩擦力中的理想干摩擦力 (Coulombdryfriction)部分进行Fourier级数展开 ,取级数展开的第一项作为近似 ,结合一次谐波平衡法 ,推导出了系统的非线性频响方程组。运用最优化理论中求解非线性方程组的梯度算法 ,给出非线性频响方程组的数值迭代格式。最后 ,通过一个数值例分析讨论了干摩擦力对系统响应的重要作用。

摩擦系数对电梯包覆带应力和疲劳寿命的影响

针对电梯运行过程中摩擦系数引起包覆带受力变化并影响其疲劳寿命的问题,以型号AAA717AM2电梯包覆带为研究对象,建立仿真分析模型及疲劳寿命预测模型,研究钢丝之间不同摩擦系数对包覆带应力和疲劳寿命的影响,并联合Fe-safe仿真模块进行分析和检验。结果表明,不同摩擦系数下,包覆带的应力分布基本相同但应力值不同,应力集中在钢丝绳上,围绕钢丝绳芯呈发射状分布,钢丝与钢丝接触部分应力较大;包覆带应力随着摩擦系数的增大而增大,且疲劳寿命逐渐减少。

基于热力耦合的滑动摩擦系数模型与计算分析

为预测和控制摩擦过程,通过分析界面原子在界面势能场激励下的热振动,建立了基于摩擦界面热力耦合过程的滑动摩擦系数计算模型.计算分析表明:滑动摩擦系数随相对滑动速度增大而增大;当摩擦界面实际接触面积与载荷呈线性关系时,滑动摩擦系数与接触面积无关;当实际接触面积接近名义接触面积时,滑动摩擦系数随载荷的增加而减小;此外,滑动摩擦系数随晶格常数增大而降低,随原子质量减小而减小.

非恒定滑动摩擦系数振动系统等效线性化计算方法研究

研究了单自由度滑动摩擦系数随相对速度变化的干摩擦振动系统简谐激励响应计算问题 ,提出了等效线性化处理方法 ,并推导了相应的频响方程。通过一个数值例分析 。

滑动摩擦系数随速度变化振子随机激励Krylov-Bogoliubov计算方法研究

研究了单自由度滑动摩擦系数随相对速度变化的干摩擦振动系统随机激励响应计算问题 ,提出了Krylov- Bogoliubov近似方法 ,并推导了相应的均方响应迭代方程。通过一个数值例分析 。

平面闸门行走支承滑动摩擦系数计算方法

为了解决平面闸门行走支承滑动摩擦系数计算方法问题,提出了基于黏着理论的滑动摩擦系数计算方法,并将滑动摩擦问题转化成接触面之间的犁沟效应和黏着效应.其中硬材料表面粗糙峰被简化为圆锥体,顶峰的高度在均值附近呈现正态随机分布,应用此随机平面模型对软硬材料之间的犁沟效应进行分析.另外采用'鹅卵石'模型计算黏着效应.此公式在计算摩擦系数与相对滑动速度之间的变化关系时与前苏联学者Крагепьский等提出的变化趋势非常相似,此外其结果还与丁华东等所做的试验结果近似.另外钢对钢、钢对青铜以及钢基铜塑复合材料对不锈钢的摩擦系数随着速度变化的数值与《水利水电工程钢闸门设计规范》(SL74—95)中规定的摩擦系数变化范围很接近.因此证明所提出的公式在计算行走支承滑动摩擦系数时具有一定的可靠性.

自润滑滑动摩擦系数研究

根据自润滑滑动摩擦 μ -n曲线的特性和自润滑机理 ,通过含油量高、中、低三种铜石墨材料的自润滑态、干摩擦态和油浴态的滑动摩擦 ,确立自润滑属混合润滑 ,其摩擦系数由干摩擦系数和弹流动力润滑的摩擦系数两者构成 ,后者为 0 .0 2 ,其在自润滑摩擦中所占的最高份额为 88%。自润滑滑动摩擦产生磨屑 ,它影响干摩擦系数和弹流动力润滑的摩擦系数二者的相对份额 ,使稳态工作时的自润滑摩擦系数在某一值附近波动。