考虑微凸体相互作用与基体变形的结合面静摩擦因数模型

研究推导了更符合实际情况的考虑微凸体相互作用与基体变形的结合面静摩擦因数统计模型。在考虑微凸体相互作用与基体变形的结合面接触载荷模型的基础上,根据结合面静摩擦因数定义推导了考虑微凸体相互作用与基体变形的结合面静摩擦因数统计模型。将实验测得的结合面参数代入所建模型进行仿真,发现考虑微凸体相互作用与基体变形的结合面静摩擦因数大于不考虑微凸体相互作用与基体变形的静摩擦因数;微凸体相互作用与基体变形对静摩擦因数的影响程度随着无量纲法向接触载荷的增大而减小,随着结合面无量纲距离的减小而减小,随着轮廓高度均方根的减小而增大。将所建模型仿真计算结果与静摩擦因数实验结果数据进行了对比分析,结果表明,考虑微凸体相互作用与基体变形的结合面静摩擦因数更接近实验数据,说明了所建模型的正确性。

基于分形理论的结合面静摩擦因数改进模型

从理论上提出了一种基于分形理论的结合面静摩擦因数改进模型,表示出结合面静摩擦因数与无量纲法向总载荷之间非线性隐函数关系。仿真结果表明,静摩擦因数f随着法向总载荷P*和材料特性参数φ的增加而增加,随分形特征尺度参数G*的增加而减小,静摩擦因数f与法向总载荷P*呈微凸弧非线性关系;分形维数D在1.1～1.4范围内,静摩擦因数f随着D的增加而增加,在1.5～1.9范围内,静摩擦因数f随着D的增加而减小;研究表明该模型可以用于进行结合面静摩擦因数的预测。

结合部静摩擦因数修正与定量实验验证

根据结构函数给出了分形维数、分形粗糙度的严密解析解，修正结合部静摩擦因数相关公式。编写求解域扩展因子的通用Matlab程序，详细推导自相关函数、功率谱密度函数和结构函数的精确解析解。以YK31320型普通滚齿机上的结合部为研究对象，以液体静压导轨的实验结果为基准，对结合部静摩擦因数的理论解进行定量验证。验证结果表明：理论静摩擦因数与实验的绝对误差在-0．04502—0．00966之间，理论静摩擦因数与实验的相对误差在-30．78％-9．762％之间。

结合面静摩擦因数分形模型的建立与仿真

提出一个确定分形维数和分形粗糙度参数G*的分形函数,并用分形函数逼近结合面的表面粗糙度。根据分形理论和改进后的尺寸分布,推导了静摩擦因数f的解析解。数字仿真结果表明,f随量纲为一的总法向载荷P*增加而增加。当D较小或较大时,f与P*之间存在不同的微凸和微凹弧非线性关系,D=1.2时f与P*的关系基本上是线性的;当D较小时,f随D增加而增加;当D较大时,f随D增加而减小;f随分形粗糙度参数G*增加而减小,随相关系数K增加而增加,随材料特性φ增加而增加。

考虑三维结合部形貌的静摩擦因数非线性分形模型

考虑三维结合部形貌的W-M函数,推导了结合部静摩擦因数非线性分形理论模型.数值模拟了考虑三维形貌的结合部静摩擦因数与法向载荷P、分形维数D、分形尺度系数G的关系,以及在二维分形和三维分形模型中的差异.结果表明:结合部静摩擦因数与法向载荷成单调递增关系,与分形尺度系数成单调递减关系.当D小于2.5时,静摩擦因数随分形维数的增大而增大;当D大于2.5时,静摩擦因数随分形维数的增大而减小;三维分形下的静摩擦因数小于二维分形下的静摩擦因数.

静摩擦因数与表面粗糙度关系的实验分析

设计了可进行静摩擦因数测定的实验装置。分别对材料(45钢、HT35-61、QT80-2)在相同加工方法、相同表面纹理、载荷恒定、干摩擦条件下,改变表面粗糙度时的静摩擦因数进行了测定。实验得出静摩擦因数随表面粗糙度的变化关系。

CT-摩擦块静摩擦因数测定试验研究

为了测定CT-摩擦块的静摩擦因数,进行了相应试验。制造了连续管静摩擦因数测试专用试验装置,并确定了试验测试方法。试验发现,CT与摩擦块之间静摩擦因数与CT的初始曲度有一定关系;当摩擦块与CT之间磨损量加大,管-块之间配合改变,各试件实测静摩擦因数呈下降趋势,最终趋于恒定,保持在0.5以上;注入头优化设计中采用最小试验测定静摩擦因数是安全可靠的。

结合面静摩擦因数三维分形模型

摩擦磨损导致部分能源的消耗,且主要发生在接触区域,其接触特性依赖于接触表面之间的微观弹塑性变形。本文在三维接触分形理论的基础上,考虑微凸体的完全弹性和完全塑性阶段的变形机制,建立了结合面静摩擦因数的三维分形模型,推导了静摩擦因数f的解析解。通过仿真研究了分形维数D、无量纲分形特征尺度参数G*以及无量纲法向总载荷P*等因素对静摩擦因数的影响规律。结果显示,结合面静摩擦因数f先随着分形维数D的增大而增大,然后随着分形维数D的增大而减小;随着无量纲法向总载荷P*的增大而增大;随着G*的增加而减小。

考虑微凸体相互作用的结合面静摩擦因数模型

为建立更加符合实际情况的结合面静摩擦因数分形模型,研究建立了与微凸体尺度等级关联的考虑微凸体相互作用的结合面静摩擦因数分形模型。推导了结合面尺度关联的法向载荷与切向载荷,根据静摩擦因数定义计算了结合面尺度关联的静摩擦因数;将理论数据及不同材料结合面参数代入所建模型进行仿真,得出在同一无量纲法向接触载荷下考虑微凸体相互作用的静摩擦因数大于不考虑微凸体相互作用的静摩擦因数;将所建模型与实验数据进行对比分析,考虑微凸体相互作用时的结合面静摩擦因数更接近实验数据。

谨防静摩擦因数足够大的一个“陷阱”

对有关水平地面上的直杆从竖直状态发生倾倒运动的一道错题及其错解进行分析探讨和修正,并且得出了直杆在倾倒过程中受到地面的弹力和静摩擦力分别随偏转角变化的规律.

动力钳夹紧管接头时的静摩擦因数计算分析

对动力钳夹紧机构工作时的夹紧力进行了分析,指出牙板与管接头之间的最大静摩擦因数是在牙板咬合管接头的瞬间产生的,并提出了影响静摩擦因数的因素,为动力钳夹紧机构的设计提供理论依据。

水重力式马铃薯静摩擦因数测定仪设计与试验

针对传统斜面法测定马铃薯静摩擦因数存在工作效率、精度较低等问题,提出水重力式马铃薯静摩擦因数测定原理,通过精确控制水的重力来确定马铃薯的静摩擦力,进而计算静摩擦因数,据此设计了马铃薯静摩擦因数测定仪。对甘肃省普遍种植的陇薯10号品种进行静摩擦因数测定。结果表明:带土马铃薯与钢板之间的静摩擦因数为0.420,与塑料板之间的静摩擦因数为0.496,马铃薯之间静摩擦因数为0.442;不带土马铃薯与钢板之间的静摩擦因数为0.455,与塑料板之间的静摩擦因数为0.526,马铃薯之间的静摩擦因数为0.483。由此可见,带土马铃薯的静摩擦因数较不带土马铃薯小,静摩擦因数从大到小依次为:马铃薯与塑料板之间、马铃薯之间、马铃薯与45号钢板之间。为进一步验证重力法的可靠性,进行马铃薯坍塌堆积角仿真和试验。结果发现:重力法条件下不带土马铃薯形成的堆积角与试验结果较接近,其相对误差为1.04%,斜面法条件下不带土马铃薯形成的堆积角与试验结果相对误差为7.73%;斜面法条件下带土马铃薯形成的堆积角与试验结果较接近,其相对误差为0.37%,重力法条件下的堆积角与试验结果的相对误差为4.31%。重力法可以测定马铃薯之间的静摩擦因数,综合比较可知重力法在测定马铃薯静摩擦因数方面优于斜面法。

考虑弹塑性变形机制的结合面静摩擦因数模型

在三维接触分形理论的基础上,从理论上建立了一种考虑微凸体的完全弹性、弹-塑性和完全塑性三种变形机制的结合面静摩擦因数三维分形模型。该模型反映了结合面法向载荷、分形维数以及分形特征尺度参数对结合面静摩擦因数的影响。仿真结果表明,静摩擦因数f随着无量纲法向接触总载荷P*的增大而增大;分形维数D的增大,先增大后减小;无量纲分形特征尺度参数G*的增大而减小;考虑弹-塑性变形机制的结合面静摩擦因数小于不考虑弹-塑性变形机制的结合面静摩擦因数。

基于赫兹公式的活性粉末混凝土间隙球铰静摩擦因数计算研究

球铰静摩擦因数计算方法采用球铰上下截面完全接触的假设,这与许多实际情况不符。基于赫兹公式对传统计算方法进行有效接触面积修正,建立球铰上下接触面存在间隙时的静摩擦因数计算方法。与活性粉末混凝土间隙球铰工程案例相关数据进行对比,得到本文间隙球铰的修正面积法计算值与实测值误差为9.4%,证明该方法比传统方法精确度更高。

结合面静摩擦因数尺度关联三维分形模型

针对现有结合面静摩擦因数分形模型的静摩擦因数随结合面法向接触载荷增大而增大,与试验研究结论及统计模型不一致的问题,基于尺度等级定义微凸体的大小,严格区分微凸体高度与变形,构建各尺度等级微凸体的法向接触载荷与接触面积之间关系及其发生弹性和弹塑性第一变形时所能承受的最大切向载荷即最大静摩擦力计算模型,进而建立结合面法向接触载荷与最大静摩擦力计算模型,在此基础上,依据结合面静摩擦因数定义,提出与微凸体尺度等级关联的考虑微凸体完全弹性、弹塑性和完全塑性三种变形机制的结合面静摩擦因数三维分形模型,数值仿真分析了结合面静摩擦因数与法向接触载荷和分形维数D等的关系,结果表明结合面静摩擦因数随着结合面法向接触载荷的增大而减小,随着分形维数的增大而增大,并试验实例验证了所建模型的正确性,解决了现有结合面静摩擦因数分形模型与统计模型和试验结果之间的不一致性。

第三介质对轮轨最大静摩擦因数影响的试验

轮轨摩擦因数的变化影响列车运行时的轮轨黏着特性,轮轨间的最大静摩擦因数可以界定轮轨接触区的黏着状态,轮轨黏着对于机车实现牵引制动具有重要意义。针对水、油、砂等'第三介质'对轮轨最大静摩擦因数的影响,搭建轮轨接触试验台进行轮轨接触试验与轮轨摩擦接触试验。对试验结果对比分析表明轮轨接触试验的轮轨接触斑与有限元仿真的接触斑形状及面积相同。与干燥清洁状态下的轮轨最大静摩擦因数相比,当轮轨间单独存在水或油介质时会降低该系数值,且单独存在油介质时该系数值最小;当轮轨间同时存在水、砂介质时,该系数值增大;当油、砂同时存在时,最大静摩擦因数略大于油介质工况,但依旧小于干燥工况下的系数值。撒砂可以增加轮轨最大静摩擦因数,河砂具有更好的增黏效果但会对轮轨表面造成更严重擦伤,建议使用石英砂作为轮轨增黏介质。

龙眼摩擦因数测量试验

利用斜面式农业物料摩擦因数自动测量试验台,测定了不同斜面倾角、品种和取样方向的龙眼果壳—橡胶板、果壳—尼龙板之间的摩擦因数以及果肉的摩擦因数。结果表明,龙眼果壳—橡胶板的静摩擦因数为0.828～0.902,滑动摩擦因数为0.660～0.757;果壳—尼龙板之间的滑动摩擦因数为0.608～0.658;果肉的静摩擦因数为0.113～0.185。因此,利用龙眼果肉、果壳与橡胶板之间的摩擦因数不同,可以实现果肉、果壳的分离。

风电法兰摩擦因数预测与表面工艺优化

风力发电机法兰承受较大切向载荷,法兰结合面的静摩擦因数直接影响法兰连接性能,目前法兰静摩擦因数预测理论和表面工艺优化的研究较少。为建立风电法兰结合面静摩擦因数预测模型,探究表面工艺参数对法兰静摩擦因数的影响。基于分形理论构建法兰结合面静摩擦因数的分形预测模型,并采用摩擦试验对预测模型的准确性进行验证。设计正交试验来探究表面粗糙度、表面处理工艺、表面涂层多种表面工艺参数对静摩擦因数的影响,建立表面工艺参数与静摩擦因数映射数学模型,基于该数学模型得到产生最大静摩擦因数的工艺组合方案。研究结果表明:静摩擦预测模型具有较高的准确性,为法兰精确化设计提供了理论基础。对正交试验结果进行极差和方差分析得出:表面粗糙度对静摩擦因数影响最小,表面处理工艺次之,表面涂层的影响最大,产生最大静摩擦因数的表面工艺为:表面粗糙度为Ra 6.3、表面喷丸处理、涂覆Paint B油漆,建立的表面工艺参数与静摩擦因数映射数学模型能够准确获得最优表面工艺参数,缩短了法兰表面工艺设计周期。

静摩擦力传递载荷在抗侧滚扭杆装置中的应用

介绍了一种靠静摩擦力传递载荷的销套连接在抗侧滚扭杆装置中的应用,并通过仿真分析和试验验证这种连接方式的可行性和可靠性。根据静摩擦力随正压力的增加而增大,静摩擦因数随正压力的增加而减小的特性,通过合理选取销轴的拧紧力矩,销套连接成功通过疲劳试验验证。