例析传送带模型中的摩擦力突变问题

传送带模型是以真实物理情景为依据的理想模型,以传送带模型为载体的试题是理论联系生产、生活与科技的典型问题,在各级各类考试中出现的频率都很高。

基于非线性摩擦力模型和WLS-CS算法的机器人动力学参数辨识

为了实现对工业机器人的高精度控制,需要一个高精度的动力学模型,因此要对动力学参数进行精准辨识。提出一种基于非线性摩擦力模型和加权最小二乘法与布谷鸟算法(WLS-CS)结合的动力学参数辨识方法。首先通过Newton-Euler法进行机器人的动力学建模,结合非线性摩擦力模型,完成机器人全动力学模型的建模。设计5阶有限项傅里叶级数作为激励轨迹,并优化激励轨迹参数。使用加权最小二乘法对动力学参数进行初步辨识。辨识结果作为布谷鸟算法的初始解范围,结合Levy飞行与巢穴的优胜劣汰机制,寻找到动力学参数辨识的全局最优解。更换轨迹对机器人全动力学模型进行验证,计算机器人的仿真力矩,并与实验力矩反馈值进行对比。结果表明上述方法辨识的动力学参数辨识精度的残差方根(RMS)值下降8.6%,可以建立精确度较高的动力学模型。

借助模型构建促进科学思维过程显性化——以探究初中科学摩擦力方向为例

通过分析2023年浙江省多地初中生学业水平考试科学卷中有关摩擦力的考查情况,立足“教—学—评”一致性的新课程理念,提出借助模型构建促进科学思维过程显性化的实践探究.以探究初中科学摩擦力方向为例,通过“毛刷”情境创设—模型建构—应用分析,从单一物体摩擦力方向探究到组合物体摩擦力方向探究的思维显性化实践探索,发展学生的科学思维和实践探究能力.

以摩擦力为切入点解析板块模型典型问题

高考物理中,板块模型是一种常见且重要的题型.这种题型综合性强,对学生的受力分析、运动学分析、牛顿第二定律以及功和能等知识点的掌握程度要求较高.对于这类问题,摩擦力是其中起桥梁作用的关键,本文以摩擦力为切入点,以常见的临界问题和多过程问题为研究对象,对板块模型的解题方法和思路进行探讨,以期为学生提供一些帮助.

深部煤岩界面超低摩擦时变模型及能量转化研究

深部煤岩超低摩擦型冲击地压实质是巨量煤岩体沿煤岩界面发生失稳滑动的时变过程,期间煤岩界面摩擦力和摩擦系数随时间变化,同时伴随煤岩界面摩擦力做功向煤岩冲击动能释放能量转化特征.为定量描述煤岩界面能量转化规律,引入量纲分析法,实验测定了煤岩弹性系数、阻尼系数和待定系数,给出了深部煤岩界面摩擦系数表达式.以沈阳红阳三矿为研究对象,通过实验研究和工程实际相结合,定义了冲击动能转化率新指标,验证了所建模型可靠性,定量描述了煤岩界面摩擦力做功向煤岩冲击动能转化规律.研究结果表明:深部煤岩界面摩擦系数随冲击载荷幅值增大而线性降低,随冲击载荷频率增大而线性增加.深部煤岩界面摩擦力的降幅和降低速率变化急剧,当冲击载荷幅值为5000 N、冲击载荷频率为500 Hz时,深部煤岩界面摩擦力降幅为97%、降低速率为38.9 kN/ms~41.38 kN/ms时发生超低摩擦效应.首次从摩擦力降低幅值和降低速率定量表征超低摩擦效应.结合实验和工程实际分析发现,能耗比实验结果均值为0.441,红阳三矿“11.11”冲击地压计算结果为0.488,两者较为接近,进一步证明所建模型合理性.

滑动摩擦力分形预测模型

从一对微凸体的接触力学和运动学分析出发 ,建立了非流体动力润滑条件下粗糙表面滑动摩擦阻力与粗糙表面接触状态间的关系 .基于分形几何理论 ,推导出了滑动摩擦力分形预测模型 。

基于LuGre摩擦模型的气缸摩擦力特性实验

为准确测量气缸的实际摩擦力,建立基于伺服电机速度控制的气缸摩擦力测试台,以一无杆气缸为例对其在不同气压、速度下的摩擦力进行测试分析,提出基于LuGre摩擦模型的各个动态和静态参数辨识和建模方法,并进一步研究供气压力和两腔压差对各个参数的影响.研究结果表明,被测气缸的库仑摩擦力、黏性摩擦系数和最大静摩擦力随着供气压力、两腔差压增大而变大;动态参数则与气压关系不大.

基于LuGre模型的气缸摩擦力特性研究

为满足高精度电-气比例/伺服控制系统设计时基于模型的摩擦力补偿需要,基于LuGre模型建立气缸的动态摩擦模型.搭建了一个新型的气缸摩擦力测试台,通过测量活塞匀速运动时摩擦力与活塞速度的关系辨识了模型中的静态参数;针对在时域估计模型动态参数存在诸多困难,提出将活塞的运动方程在平衡点附近线性化,通过测量活塞位移和驱动力之间的频率响应函数来间接估计动态参数值.测试了气缸在不同腔内压力下的摩擦力特性,结果表明:库伦摩擦力、最大静摩擦力和黏性摩擦系数与压力近似成线性关系,而Stribeck速度和模型动态参数基本不受气缸两腔压力变化影响.正弦变化力激励下的活塞位移计算曲线和实验结果对比表明,参数估计准确,该模型能很好的描述气缸的摩擦力特性.

含摩擦力的行星齿轮传动系统非线性动力学模型

建立了一种考虑摩擦力、时变啮合刚度、齿侧间隙和综合啮合误差的2K-H型行星齿轮平移-扭转耦合非线性动力学模型。分析计算了啮合齿对间的相对位移,根据啮合区啮合齿对数不断变化的特点,推导出不同啮合齿对间摩擦力力臂计算公式,考虑了双齿啮合区的齿面摩擦力对齿轮系统振动的影响,推导了系统多间隙,变参数和多自由度的动力学微分方程组。最后运用变步长Gill积分法求解系统多自由度间隙型非线性微分方程组,得到了考虑滑动摩擦力影响时系统的振动响应。

轮胎摩擦力与滑移率关系模型的建立方法

通过分析描述轮胎摩擦力与滑移率关系的Magic模型,根据其关系曲线形状进行假设,利用二阶系统传递函数的直接识别方法,得到了由指数函数和双曲函数组成的简单建模方法,所建模型能够准确地描述摩擦因数与滑移率间的变化关系。

基于LuGre模型的转子压缩机滑片-滑槽运动副摩擦力测试

为研究转子压缩机滑片-滑槽运动副的摩擦特性,根据LuGre摩擦模型的建模方法和该运动副的运行特点及工况特点,设计并搭建了滑片-滑槽等效摩擦力测试系统,分析了该系统的摩擦力跃动现象、数据采集区域和摩擦力测量的重复性问题,并进行了摩擦力测试实验。结果表明:该摩擦力测试系统可以根据压缩机的实际工况,对滑片均匀加载相应的正压力F_H,并能实现不同匀速直线运动下的摩擦力测量;可以有效消除低速润滑不均匀导致的摩擦力跃动现象;通过润滑初始化可以较准确地获得基于滑片速度变化的摩擦力表达曲线。实验结果与数值计算结果吻合,从而为正确辨识LuGre摩擦模型的参数提供了实验依据。

基于LuGre模型的液压缸摩擦力修正模型

通过分析液压缸摩擦力的诸多特性,基于LuGre摩擦模型,引入滑动油膜动态特性方程,建立一种液压缸摩擦力新模型。在Matlab/Simulink中搭建模型原理图,对新模型进行仿真,并与实测数据进行对比。研究结果表明:建立的液压缸摩擦力新模型能够反映实验中观测到的绝大多数摩擦特性,与实测数据吻合较好,可适用于各种精密液压系统的仿真与控制策略研究中。

波动载荷下弓网载流动态摩擦力模型

为对弓网载流摩擦力进行建模研究,通过实验研究摩擦力与压力波动频率、压力波动幅度、接触电流、滑动速度的关系,建立了摩擦力的LuGre静态模型,利用麦夸特法和通用全局优化法对模型中的静态参数进行辨识;在已建立的LuGre静态模型的基础上,通过引入动态参数,建立了摩擦力的LuGre动态模型,利用遗传算法结合Simulink仿真的方法对模型中的动态参数进行辨识.研究结果表明:动态模型更具有有效性,为弓网摩擦力的预测及摩擦磨损性能的研究提供参考.

动静涡旋端面摩擦副摩擦力分形预测模型

引言 涡旋式流体机械是一种新型、高效的容积式流体机械,广泛应用于制冷、动力工程等领域。由于涡旋流体机械特殊的结构形式和运行方式,其内部的摩擦损耗在很大程度上影响着涡旋流体机械的效率和性能。

摩擦隔震结构中不同摩擦力模型在地震作用下结构响应分析

本文选用两种摩擦力模型来分析隔震结构的地震响应,运用newmark方法推导了隔震结构采用库仑摩擦力模型在地震作用下结构响应的计算公式。并编程计算了实例,进行了综合分析,得出质量比、摩擦系数对隔震效果的影响;并给出在其他结构参数相对稳定的条件下,滑移面摩擦系数的取值范围。

气缸低速运动摩擦力模型的研究

对气缸摩擦力进行了全面和深入的分析,通过仿真模拟和实验拟合,提出了符合气缸低速运动摩擦特性的模型———指数函数模型。结果表明,采用该摩擦力模型,气缸运动的仿真模型精度更高,能够更好地描述气缸低速运动过程,对于气缸优化设计和气缸正常使用具有参考价值。

基于指数摩擦力模型滑移隔震结构的动力特性

基于指数摩擦力模型 ,本文利用预估校正的数值积分方法计算滑移隔震结构的动力响应 ,分析了地面谐运动下结构的加速度传递率及基底滑移率随频率比的变化规律 ,并发现滑移隔振结构的振动有振幅跳跃、基底爬行等非线性动力特征。

基于速度变化的摩擦力模型的ABS液压管路瞬态特性分析

以某轿车的ABS系统液压管路为研究对象,针对ABS调节过程中管路中的液流是非恒定流的特点,采用非恒定流摩擦损失受速度变化影响模型建立仿真模型并分析其压力传递特性,提高了仿真分析结果的准确性。

码头桩基负摩擦力的模型试验研究

结合湛江港某码头基桩工程 ,对桩的负摩擦力进行试验研究。研究表明由同一根桩所测得的下拉荷载值远小于上拔荷载值。桩的负表面摩擦力在泥面以下约L/ 5左右处达到最大。摩擦桩的中性点位置多在0 67L处。建议的单桩下拉荷载经验公式 。

用复合振子模型计算纳米尺度滑动摩擦力的研究

以光滑界面摩擦为研究对象,探讨用复合振子模型计算纳米尺度滑动摩擦力的原理和方法,推导出滑动摩擦力和摩擦因数的计算公式,并用原子力显微镜探针在硅试样和云母试样上做扫描实验进行验证。实验值与理论计算值的对比结果表明,两者所反映的规律基本一致,表明所提出的理论和方法可行。研究表明,滑动摩擦力与接触面积成线性增长关系,并随宏观振子横向刚度的增大而减小,由于可通过改变摩擦表面的几何形貌来改变宏观振子的横向刚度,因此这一结论将为摩擦控制提供一种新途径。