颗粒脱黏对异质摩擦界面点接触弹流润滑的影响

建立了异质摩擦界面点接触弹流润滑模型,利用MATLAB对其进行数值仿真,研究了颗粒脱黏对接触区域油膜厚度和压力分布的影响,并分析了异质材料内部的最大剪应力分布情况。结果表明,不同形式的颗粒脱黏均会增加颗粒分布区域的油膜厚度,其中颗粒上方脱黏的作用最为明显;随着颗粒埋布深度的增加,其脱黏对于膜厚的影响逐渐减小,高弹性模量颗粒脱黏对油膜厚度变化的影响小于低弹性模量颗粒脱黏;颗粒发生脱黏后,油膜压力会在油液移出颗粒分布区域时产生激增,严重影响点接触弹流润滑性能;颗粒脱黏会在颗粒靠近脱黏区域的两侧形成很大的剪应力,从而导致异质材料产生裂纹甚至断裂等进一步失效。

界面滑移对阶梯滑块轴承润滑行为的影响

目的研究入/出口阶梯面界面滑移对阶梯轴承油膜厚度和摩擦因数的影响。方法通过建立考虑入/出口阶梯面不同程度的界面滑移的一维阶梯滑块模型,求解不同入/出口滑移比例下的油膜厚度和摩擦因数。在阶梯滑块工作面制备含氟类金刚石涂层(F-DLC),在平行间隙条件下研究了有无含氟类金刚石涂层对油膜润滑性能的影响,并与理论计算结果进行比较。结果当滑移只发生在入口阶梯面时,随着滑移程度的增大,油膜厚度增大,摩擦因数减小;当滑移只发生在出口阶梯面时,随着滑移程度的增大,油膜厚度减小,摩擦因数减小。当润滑油在入口和出口阶梯面均发生滑移时,会产生油膜厚度及摩擦因数同时减小或油膜厚度增大而摩擦因数减小2种结果。试验结果表明,F-DLC涂层阶梯滑块的膜厚最大且摩擦因数最小,没有涂层的结论与之相反。产生这一特殊现象是由于润滑油在阶梯滑块入口区和出口区的滑移程度不同。由于激光加工形成了微凸体结构以及F-DLC涂层的协同作用,入口区的滑移程度比出口区的大,从而膜厚增大;同时滑移的存在使其摩擦因数降低。结论在入/出口的界面滑移对阶梯滑块轴承的影响下,会产生2种结果,得到了可以同时满足油膜承载力增大且摩擦因数减小的入/出口滑移比例关系。通过试验验证了在阶梯滑块表面发生一定滑移的条件下,会在理论计算的油膜厚度增大的同时出现摩擦因数减小的情况。

含复杂裂隙网络岩质边坡三维稳定性计算方法

岩质边坡稳定性主要受控于结构面的空间组合关系,二维稳定性计算结果往往忽略结构面切割的空间效应,无法准确反映其真实稳定性情况。基于离散裂隙网络模型(DFN)提出了考虑复杂裂隙网络分布的岩质边坡三维稳定性计算方法,该模拟方法假定岩体由岩块和裂隙面组成,分别采用实体单元和无厚度摩擦接触界面单元模拟,基于有限元强度折减法求得岩质边坡的潜在滑动面及安全系数。结果表明,该方法可有效分析含多条裂隙面三维边坡稳定性;二维平面应变模型无法准确反映真实三维边坡失稳问题,忽略三维效应的边坡稳定性分析易出现过于保守设计的情况;在保证精度的前提下,所提方法可有效减小前处理网格剖分难度,对于解决含复杂裂隙网络岩质边坡三维数值模拟问题具有优势。

非连续变形计算力学模型中的接触力元

阐述了多体系统中物体间的相对距离、接触的类型及其接触方式的判断法则,建立了物体间接触的力学控制方程及接触的传递与转换的实现方法·基于广义有限单元的物理覆盖的接触,以Coulomb摩擦接触准则为基础建立了接触力元,当非连续界面上的应力状态不违背Coulomb摩擦接触准则时,两侧的广义有限单元接触在一起,具有连续性;当非连续界面上的应力状态违背Coulomb摩擦接触准则时,两侧的广义有限单元具有非连续性,将产生相互滑移或脱离,分别相当于切向流动和法向流动·它可将连续性与非连续性有机地统一起来,为非连续变形计算力学模型合理地处理多体间的接触提供了力学分析方法·

界面间隙对假体周围骨小梁结构的影响

我们从生物力学的角度出发 ,将骨自优化理论和非线性有限元法相结合 ,研究了骨 假体界面间隙及摩擦系数对假体周围骨再造的影响。研究表明界面间隙的大小对假体周围骨再造起着至关重要的作用。从动物实验和临床中我们可以观察到 ,假体周围再造的小梁骨的结构是可以变化的。一种是在假体周围有环绕假体的骨性结构 ,骨小梁如辐条状与这种骨结构相连而形成的有轴心辐条结构 ;另一种是在假体周围没有骨性结构 ,骨小梁直接与假体相连而形成的无轴心辐条结构。结果表明 ,在完全固定的边界条件下 ,会产生无轴心的辐条结构 ;在有间隙或滑动的边界条件下 ,会产生有轴心的辐条结构。在特定的生理条件下 ,轴心的厚度取决于骨 假体界面间隙值的大小 ,而与摩擦系数无关。

观音岩水坝地震动力分析

将有厚度接触摩擦单元引入具有观音岩混合坝接头的堆石体与混凝土坝段之间的接触面进行力学模拟.在堆石及心墙料的静力本构关系上采用Ducan双曲线E-B模型模拟堆石坝的实际填筑施工和水库蓄水过程,并采用非线性动力分析方法对大坝连接坝段进行三维地震动力分析,揭示了插入式接头坝段采用在竣工期和运行期的接触面的应力情况和脱开情况.对心墙料与混凝土的接触面采用动力接触薄层单元进行模拟,真实地反映了地震过程中接触面的剪切及开合变形情况.根据动力分析成果,对大坝软接头的抗震性能及抗震安全性进行评价.

混合坝接头部分动力分析

将有厚度接触摩擦单元引入具有观音岩混合坝接头的堆石体与混凝土坝段之间的接触面进行力学模拟。在堆石及心墙料的静力本构关系上采用Ducan双曲线E-B模型模拟堆石坝的实际填筑施工和水库蓄水过程,并采用非线性动力分析方法对大坝连接坝段进行三维地震动力分析,揭示了插入式接头坝段采用在竣工期和运行期的接触面的应力情况和脱开情况。对心墙料与混凝土的接触面采用动力接触薄层单元进行模拟,真实地反映了地震过程中接触面的剪切及开合变形情况。根据动力分析成果,对大坝软接头的抗震性能及抗震安全性进行评价。