依据修正GW理论的结合部法向接触研究

考虑两半球体单峰塑性接触时球台体积守恒建立实际接触面积、法向接触载荷、塑性指数的解析解,通过中间自变量———两接触粗糙表面的间距,建立了机械结合部法向接触的力学模型.计算与分析结果表明:在给定法向总接触载荷下,两接触粗糙表面的间距随塑性指数的增加而增加;对于非常光滑表面或硬材料,接触几乎始终为弹性;表面越粗糙或材料越柔软,更多塑性接触会出现,未计及塑性接触的GW理论低估两接触粗糙表面的间距;在给定法向总接触载荷下,总接触面积随塑性指数的增加而减小;在非常高塑性指数下,弹性接触所占比例极少;在较低塑性指数下,塑性接触面积对总实际接触面积的贡献非常小;修正GW弹塑性接触理论适用于法向接触载荷极大的情况.     

圆柱面接触刚度建模与仿真

推导了圆柱接触面周向接触间隙的表达式,以赫兹接触理论为基础,对粗糙平面接触的GW模型进行改进,建立了圆柱面接触的接触刚度模型.通过仿真得到接触力、装配间隙、接触长度、表面粗糙度等对接触刚度的影响,并通过实验进行了验证.研究结果表明:接触刚度随着接触力的增加而增加,减小接触间隙、增大接触面粗糙度可以有效提高圆柱面接触刚度.     

河北省于城铁矿地质特征

白云岩顶垂体与石英二长岩或中细粒花岗岩接触,形成区内广泛而复杂的接触带构造,根据接触带不同部位,将矿区划分为北接触带、西接带、南接触带、东接触带与底部接触带.于城铁矿受接触带构造控制,形成矽卡岩型磁铁矿床.     

交变接触载荷下的铝合金微动疲劳

针对机械工业中广泛存在的微动疲劳失效问题,自主设计开发了一套接触载荷实时可控的微动疲劳试验系统,研究了恒定接触载荷和交变接触载荷对6061-T651铝合金微动疲劳寿命的影响.结果表明:在交变接触载荷条件下,存在一个临界接触载荷使得微动疲劳寿命最低,且微动疲劳寿命随着平均接触载荷的增加呈现先减小后增加的变化行为;在低接触载荷作用下,交变接触载荷条件下的微动疲劳寿命明显低于恒定接触载荷条件下的微动疲劳寿命;在高接触载荷作用下,交变接触载荷与恒定接触载荷对微动疲劳寿命的影响相近.     

考虑边缘接触的弧齿锥齿轮有限元接触分析

针对弧齿锥齿轮轻质重载的特点,利用有限元方法的批处理功能进行了考虑边缘接触的轮齿接触分析,定量讨论了边缘接触随载荷增加时的变化规律。根据考虑边缘接触的几何接触分析,将齿轮从进入啮合到退出啮合分成若干步进行计算,每一步的计算结果连接起来用于描述整个啮合的过程。以一对弧齿锥齿轮为例,经过不同载荷条件下考虑边缘接触的定量分析,提取出接触应力、接触印痕、接触路径,并与几何接触分析和承载接触分析结果进行了对比,三者吻合度较好。对比结果证明,通过有限元法分析可以较精确地确定齿轮发生边缘接触时的载荷临界值及边缘接触位置,得出边缘接触会导致接触应力急剧增大、接触路径延长、接触区域面积变大的结果,通过定量计算、比较各项参数指标得出变化规律。     

椭圆抛物体形微凸体弹性接触力学模型

为了更准确地描述粗糙结合面的微观接触特性,构建了一种椭圆抛物体形微凸体曲面弹性接触模型。该模型同时考虑了微凸体正接触与侧接触的情形,采用了Weingarten映射的方法来求解接触点处的曲率,并结合赫兹曲面接触理论进行求解,得出椭圆抛物体在弹性侧接触时的接触面积与接触位移的解析公式。讨论了微凸体在不同相对位置下及不同椭圆率的情况下接触面积与接触位移的变化,并通过有限元仿真与该模型进行了对比计算,结果表明:椭圆率对接触面积、接触位移的计算结果影响较大,当椭圆率在超过0.9后,两微凸体接触面积迅速减小,接触位移迅速增大;提出的模型与有限元模型结果相比,两微凸体接触位移计算结果差异最大为10%,接触面积结果差异最大为6.2%。该模型同样适用于求解几何模型具有二阶连续偏导数的微凸体弹性接触问题,为研究形状更为复杂的微凸体接触奠定了基础。     

平行轴圆柱副接触分析

将古典赫兹理论与现代Majumdar-Bhushan模型相结合,建立了两圆柱分形接触模型。考虑结合部虚拟材料厚度,以及引入圆柱接触面积比,对两圆柱线高副矩形接触面进行了受力分析。数值仿真表明:圆柱接触面积比不大于1;外接触时圆柱接触面积比小于内接触时;增加总载荷或减小结合部虚拟材料厚度都将增大圆柱接触面积比;外接触时实际接触面积小于内接触时;实际接触面积随着分形粗糙度、材料硬度或结合部虚拟材料厚度的增加而减小;随着分形粗糙度的增加,产生特定实际接触面积所需要的总载荷增加,微凸体变形量增大;对于给定总载荷,当分形维数从1.4增加到1.5时,实际接触面积相应增大,但当分形维数从1.5增加到1.9时,实际接触面积转而减小;内接触时的赫兹应力小于外接触时的赫兹应力。该研究结果可为进一步研究圆柱齿轮传动的齿面接触疲劳强度计算提供参考。     

一种考虑微凸体法向弹塑性接触的粗糙面力学模型

提出一种考虑微凸体弹塑性变形影响的接触载荷、接触面积的粗糙表面法向接触力学模型.将微凸体的接触变形分为3种状态,对完全弹性和完全塑性变形阶段分别采用Hertz弹性接触理论和AF塑性接触模型进行建模,并采用一阶幂指数函数描述混合弹塑性阶段的接触载荷和实际接触面积与接触变形之间的关系,再采用数理统计分析的方法建立了粗糙表面法向弹塑性接触模型.将此模型与完全弹性模型、CEB模型、ZMC模型、KE模型对比,研究了塑性指数对粗糙面接触载荷-平均接触距离的影响.结果表明,该模型能够更好地描述微凸体法向接触载荷与接触变形的变化趋势,模型预测的粗糙表面法向载荷与ZMC和KE模型具有较好的一致性;随着平均接触距离的增加,粗糙面接触载荷逐渐减少;随着塑性指数的增加,不同模型预测的法向接触载荷差异逐渐增大.     

基于尾管后轴承分段弹性接触的船舶推进轴系校中计算

为了研究大型商船推进轴系静态条件下尾管后轴承和螺旋桨轴的接触情况,建立了推进轴系校中计算的有限元模型.将尾管后轴承分成多个轴承分段,分别使用Hertz和Winkler 2种接触模型来模拟各个轴承段和轴段之间的接触形态,作为梁单元的非线性支撑边界条件,并使用迭代法求解有限元模型.数值计算结果表明:2种接触模型在后轴承接触范围的计算结果是基本一致的,但Winkler接触模型刚度较Hertz接触模型高,接触区域小,负荷分布集中.Hertz接触模型接触范围较大,不能满足Hertz接触模型成立的前提条件,因此在尾管后轴承的接触计算中,存在一定的局限性.     

考虑表面粗糙度和几何曲率的两球体接触问题

为探讨曲面结合面的接触机理,研究了两球体的法向接触问题。计入结合面虚拟材料厚度,对两球体点高副接触时形成的圆形接触区域进行了受力分析,在分析过程中尝试联合MajumdarBhushan平面模型和经典赫兹理论;采用Hardy在任一点处处不可求导的条件,严格证明了二维Weierstrass-Mandelbrot分形函数中分形维数D的整个取值范围为1≤D2。数值模拟表明:球体广义接触面积比不大于1;内接触时的球体广义接触面积比大于外接触时的,增加压紧力或减小结合面虚拟材料厚度均会增大球体广义接触面积比;内接触时的真实接触面积大于外接触时的,真实接触面积随着分形粗糙度、材料硬度或结合面虚拟材料厚度的增加而减小;随着分形粗糙度的增加,产生指定真实接触面积所需要的压紧力增加;当分形粗糙度增加时,微凸体的法向变形量和压紧力增大;对于给定的压紧力,当分形维数从1.4增加至1.5时,狭义接触面积比随之增加,当分形维数从1.5增加至1.9时,狭义接触面积比逐渐减小;内接触时的赫兹应力小于外接触时的。此项研究可为深入研究滚动轴承中球轴承的接触强度计算提供基础,所建立的球体接触分形模型具备通用性与实用性,可望丰富机械设计中机械零件接触强度的理论。     

测量金属-半导体接触电阻率的三点法

本文提出一种测量金属一半导体接触电阻率的方法——三点法.样品制备简单,无需台面绝缘,用硅进行实验验证,结果与文献报道的相符.实验表明接触电阻与接触半径在双对数座标中是一条斜率为“-2”的直线.     

空间点啮合齿面的接触特性对安装误差的敏感性分析

本文用完全解析的方法,分别导出了空间点啮合齿面的啮合斑点位置和二阶啮合特性对安装误差向量的敏感性矩阵,其中第一个矩阵反映了齿面上接触斑点中心的位置对安装误差的响应特性,第二个矩阵反映了齿面的二阶啮合特性,包括齿面上接触迹线的方向,瞬时接触区的倾角和长度,以及瞬时传动比的导数等对安装误差的响应特性.本文还讨论了这一数学模型部分可能的应用前景.     

抛物线齿轮在啮合过程中接触线长度的变化

本文应用节点连线的概念,研究了抛物线齿轮接触线在啮合过程中的变化状况,从而得出了抛物线齿轮传动的实际接触线的段数及接触齿的对数,为较精确计算抛物线齿轮的强度提供了可靠依据。     

硬质合金端铣刀的铣削冲击

用较简单和实用的角度投影法分析了切削时的机械冲击,得出了切削时的接触类型和切入过程的接触顺序以及刀齿切入时的最佳状态切入角E_1和切出角E_2的变化,改善了刀齿的受力状态,提高硬质合金端铣刀的使用寿命。     

橡胶接触轮硬度、槽形和工件硬度对砂带磨削的影响

本文主要研究橡胶接融轮硬度、槽形和工件硬度对金属切除量、砂带磨损、磨削比、磨削力 和工件表面粗糙度的影响，它对砂带磨削时根据不同的工件硬度、不同的技术要求正确选用橡胶接触轮的硬度和槽形提供了依据．     

二氧化硅颗粒形状对刹车材料摩擦性能的影响

本文研究了摩擦组元SiO_2颗粒形状对刹车材料摩擦性能的影响.试验证明类球形SiO_2颗粒对摩擦性能的影响最好.根据分子-机械摩擦理论原理,材料的摩擦系数与实际接触面积有关,而类球形SiO_2颗粒完整地镶嵌在基体内,起着耐磨、增加实际接触面积的作用,使材料具有优良的摩擦性能.     

配合对向心球轴承游隙和承载能力的影响

向心球轴承的内外圆与轴颈和轴承座孔配合后,在配合面上将产生接触压力,因而引起内外圈滚道产生径向位移,使轴承的游隙产生变化。本文提出了轴承在与轴颈和轴承座孔配合后游隙的计算方法,并分析了游隙的变化对向心球轴承承载能力的影响。     

钻井泵活塞接触应力分析

活塞的密封性及摩擦磨损等性能都主要和活塞皮碗与缸套内壁间所形成的接触应力有关,因此,接触应力分布规律的研究具有重要的实际意义。利用有限元分析方法,得出了活塞在静态和动态情况下,接触应力的分布规律,同时分析了在改变活塞尺寸和工作压力的情况下,接触应力的分布问题。     

有限元混合法求解几种特殊弹性接触问题时的处理方法

用弹性接触有限元混合法求解弹性接触问题时，对有些特殊的接触情况会导致有限元方程组病态，从而使接触求解失败。对此作了分析讨论，找出了接触求解失败的原因，并提出了相应的处理方法。该法根据接触情况，适当修正相应的病态矩阵，从而使特殊的接触问题有解。     

证明二次系统极限环唯一性的另一方法

利用一条无切二次曲线研究一般的二次系统ｘ·＝－ｙ＋δｘ＋ｌｘ２＋ｍｘｙ＋ｎｙ２，ｙ·＝ｘ（１＋ａｘ＋ｂｙ）的极限环之唯一性，得到几个新的判别法，其中定理１和２是对单个奇点附近的极限环给出的，定理３是同时对两个奇点给出的。作为定理１的应用，我们给出两个推论