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。

复合微织构排列方式对轴承润滑性能的影响

目前对于多种织构复合表面轴承的排列方式的研究有待进一步深化.为了提升轴承承载力、降低摩擦因数和提升轴承稳定性,数值模拟及试验研究复合微织构排列方式对滑动轴承系统的动静特性的影响,并与单一微织构轴承及光滑轴承进行比较.利用有限差分法对轴承转子系统中油膜的Reynolds方程进行数值求解,针对圆形复合矩形、三角形复合菱形及六边形复合月牙形三种复合织构,在四种不同排列方式的条件下对轴承静特性(油膜压力、承载力、摩擦阻力和端泄量)以及轴承动特性(刚度系数和阻尼系数)的影响进行研究,并利用摩擦磨损试验仪对摩擦副摩擦学性能进行进一步试验探究.理论及试验结果显示,复合微织构轴承比光滑轴承和单一微织构轴承获得更大的承载力、更小的摩擦因数、更佳的动特性性能;三角形复合菱形微织构时摩擦副性能最佳,排列方式为周向对应平行排列时能够取得更佳的摩擦及润滑性能.研究复合织构排列方式对轴承润滑性能的影响可为复合织构在实际工况中应用提供理论参考和指导.

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。

无预紧力变摩擦阻尼器的研发与简谐激励下的动力特性分析

摩擦阻尼器属于位移相关型阻尼器,具有构造简单、耗能能力强和性能稳定等特点,多年来已被许多工程采用。文中基于滚珠丝杠的放大机理,提出了一种无预紧力变摩擦阻尼器(Non-preload variable friction damper,NVFD),介绍了该装置的构造及作用机理;根据恢复力公式给出了其恢复力模型,通过开展拟静力试验验证了NVFD作用机理和恢复力模型的正确性。最后推导了简谐荷载作用下NVFD单自由度减震体系的位移解析解和动力放大系数,并进行了相关参数分析。结果表明:只要NVFD参数取值合理,在外激励作用下处于滑动状态,位移解析解和数值解基本吻合,谐波平衡法推导的解析解具有较高的精度;频率比小于1.5时,NVFD单自由度结构的动力放大系数随着弹簧刚度和摩擦力放大倍数的增大而减小,基本不受圆环形钢板质量变化的影响。

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。

暴雨型山体滑坡预警技术——电抗阈值法

为了实现暴雨型山体滑坡的动态预警,基于已有的滑坡成果,在线性时不变理论的框架内探讨一种预警方法——电抗阈值法。基于地质体地电特性TD阻容模型,在外电场作用下将"滑带层"动态含水量Ws变换为反映大地系统传输函数的"滑带层"复阻抗特性Zs,实现对滑坡隐患体(以"滑带层"为主)动态含水量的间接监测;基于"莫尔库伦"破坏准则,通过对"滑带层"平均倾斜角α和现场静摩擦因数μ阈值的求证获得μ的动态阈值边界;基于模拟实验和理论分析,在时域系统中通过频谱变换将Ws、Zs和μ归一为因果系统函数,获得反映暴雨型山体滑坡的理论阈值区。模拟实验结果表明:在外电场激发下,"滑带层"动态含水量Ws与"滑带层"复阻抗Zs以及现场静摩擦因数μ具有鲜明的拟合性,且它们在时间域上均具有阈值特性。使用该方法能将不变系统内的多参数有效拟合,可以为暴雨型山体滑坡阈值报警技术的研究提供一种可探讨的新途径。

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。

岩石某些力学参数的试验研究

本文对正长岩岩块进行了静态条件下的摩擦系数试验研究,并在振动台上进行了动态条件下摩擦系数的试验。试验结果表明静态条件下的静摩擦系数高于动态条件下的静摩擦系数。两种条件下的动摩擦系数的变化规律也有明显区别。

圆形支承面上不倒翁的力学特性分析

为方便不倒翁类玩具或类似工业产品在设计时对其力学特性的分析,文章进一步优化了不倒翁的动力学微分方程和滑动临界曲线以及翻转临界曲线,较详细地给出了各力学参数的计算公式,分析了不倒翁各力学参数与支承面的凸凹性的关系。主要结论是:(1)在凸面上,角速度、周期、角加速度、临界滑动初始摆角和临界翻转初始摆角随凸面的半径增大而增大,但始终比在凹面上的小;切向反力和临界滑动所需静摩擦因数随凸面的半径增大而减小,但一般比在凹面上的大。(2)在凹面上,角速度、周期、角加速度和临界滑动初始摆角随凹面的半径增大而减小;切向反力随凹面的半径增大而增大。(3)法向反力随支承面的凸凹性的增减关系还与摆角有关。

SK型静态混合器流体湍流阻力的研究

为了获得流体在SK型静态混合器中湍流流动时的流动阻力规律,提出一种新的流体阻力的计算模型。在流体不可压缩的假设前提下,将流体在SK型静态混合器中的螺旋形运动分解成轴向直线运动和环向旋转运动。在流体作湍流流动时,运用流体力学理论,分别求解出流体作2种运动时所产生的流体阻力的计算式,然后进行叠加得到SK型静态混合器湍流时流体阻力理论计算式。以水为实验介质,对SK型静态混合器流体湍流阻力进行了实验测量,回归出实验公式。与理论结论进行比较分析,得出流动摩擦系数与雷诺数的负0.25次幂呈线性关系的结论。

SV型静态混合器湍流阻力的初步研究

为了获得流体在SV型静态混合器中湍流流动时的流动阻力规律,提出一种新的含有SV型静态混合器重要几何结构参数的流体阻力计算模型。对于不可压缩流体,将其在SV型静态混合器中的运动分解成沿管壁与轴线方向平行和沿混合元件凹槽方向的直线运动。运用流体力学理论,分别求解出流体作2种运动时所产生的湍流流体阻力的计算式,并计入相邻混合元件交接部分的局部阻力,然后进行叠加得到流体阻力理论计算式。以水为实验介质,对SV型静态混合器流体湍流阻力进行了实验测量,与理论结论进行比较分析,得出摩擦因子λ与Re-0.2呈线性关系的结论。

刚体纯滚动时静摩擦力方向判定及其影响因素

针对理论力学教学中关于"刚体纯滚动时静摩擦力方向"的判断问题,首先通过归纳总结,提出两个简易判别方法.进而对影响刚体纯滚动时静摩擦力方向的因素进行分析,并按不同因素进行归纳总结其规律.

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。

林木种子静摩擦系数的测定及滑动速度的计算

对林木种子在斜面上所产生的静摩擦系数作了测定,所设计的测量仪器结构简单,测量方便,并可测量种子及种子间的静摩擦系数。对影响摩擦系数的因素作了简要分析,导出了林木种子在斜面上及螺旋面上滑动速度的计算公式。

静态混合器中非牛顿流体的压力降和摩擦因子

分析和讨论了非牛顿流体流动的流变特性、静态混合器的几何本数和单元数及操作参数对非牛顿流体的压力降和摩擦因子的影响。并得到了静态混合器中非牛顿流体流动的压力降的关联式，△Ｐ＝１８３６Ｒｅ（０．２７１）×ｍ（１．０３）Ｋ（０．８５５）（Ｌ／Ｄ）（０．５５９）。

考虑域扩展因子的结合面静摩擦系数模型

在M-B分形理论的基础上,建立了考虑域扩展因子的结合面静摩擦系数分形模型。在该模型中,域扩展因子不再是一个常数,而是一个随着分形维数改变的量。同时,通过数值仿真,得出了各相关参数与结合面静摩擦系数之间的非线性关系:发现结合面静摩擦系数与无量纲法向总载荷和材料特性参数有着相同的变化趋势;结合面静摩擦系数与无量纲分形特征长度尺度参数的变化趋势相反。此外,结合面静摩擦系数与分形维数的关系不具有单调性,静摩擦系数在分形维数D取1.5附近达到最大:当时,结合面静摩擦系数与分形维数的变化趋势相同;当时,结合面静摩擦系数与分形维数的变化趋势相反。

轻轨U形梁支座静载及疲劳特性研究

利用设计的静载及疲劳试验系统,以某型橡胶抗震盆式支座为试验对象进行50万次疲劳加载循环试验及静载试验,对支座在不同疲劳加载循环次数下的竖向压缩变形、盆环径向变形、支座摩擦系数、支座竖向刚度等特征参数以及试验系统各部分温度进行测试,以确定支座的静载特性及疲劳特性。试验测试结果表明,该型抗震支座在经历50万次疲劳加载循环后各项特征参数均满足规范要求,且具有良好的静载力学特性及疲劳特性。试验过程中系统运行正常,未见异常升温及噪声异响。

钻孔灌注桩侧摩阻力试验研究及修正计算

确定桩侧极限摩阻力的大小,目前工程上广泛采用的是以经验方法为主,辅以检测桩试验数据分析,得到的结果往往存在误差。通过静载试验以及应力测试对桩侧摩阻力的发挥模式进行分析,并结合工程实例针对桩侧摩阻力的计算提出了相应的修正系数。

静态应力触发中影响库仑应力变化的参数敏感性分析

基于弹性位错理论,分析了库仑应力计算中断层的有效摩擦系数、区域构造应力场的最大主应力大小及方向对震后库仑破裂应力场变化的影响。结果表明,在静态应力触发的研究中,这些参数对同震库仑应力变化场存在不同程度的影响。如构造应力场主应力轴方向的改变直接影响接收断层的最优化破裂面,对计算接收断层面上正应力和剪应力变化将产生直接影响,不仅改变库仑应力变化的大小,还明显改变库仑应力变化增强区及影区的空间分布等。

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。