基于复杂接触摩擦的长矩形板镦粗的上限解

根据翁克索夫等人提出的镦粗时接触面上摩擦切应力按照库仑摩擦定律、最大摩擦定律及线性分布摩擦定律的组合分布，利用上限法求得了长矩形板镦粗时单位镦粗力上限解．该解和主应力法解析解完全相同，比通常假设接触面上摩擦切应力为某一常数或按库仑摩擦定律分布的上限解要精确得多，同时还指出了长矩形板镦粗时按库仑摩擦定律求单位镦粗力上限解的适用条件．     

镦粗力计算公式

接触表面按不同摩擦规律分区,采用精确的变形能塑性条件,推导了圆柱体镦粗和平面变形条件下镦粗的变形力计算公式,使镦粗力计算值比现有的由近似塑性条件导出的镦粗力计算公式的计算值更接近实际。证明了由于采用近似塑性条件所造成的误差有时超过20％。列于非平面变形的平板镦粗过程的变形力计算,采用“分区计算法”,其结果与实测值相近。 将这些镦粗力计算公式制成了计算曲线,使镦粗力计算工作大为简化。     

镦粗工艺理论与技术的进展

提出了普通平板间镦粗圆柱体高径比Ｈ／Ｄ〉１时刚塑性力学模型的拉应力理论和高径比Ｈ／Ｄ〈１的静水应力力学模型的剪应力理论,前者打破了传统工程塑性力学中所阐述的镦粗体内部总处于三向压应力之说,后者圆满地解释了大型饼类锻件中常出现的“夹馅饼”缺陷问题,平板镦粗所理论已被定性物理模拟和定量数值模拟,广义滑移线解,力学分块法和生产解剖试验所证实,在该新理论基础上,进一步提出方柱镦粗的两个新力学模型,锥形板镦     

汽轮机转子凹面板漏盘圆柱体镦粗的机械设计的优化研究

大型汽轮机转子作为大型锻件中的代表性产品,其机械设计一直以来都是火电机组开发设计的关键部件,而镦粗对碳化物破碎的分布均匀、改进锻件的力学性都会产生较为重要的作用,基于此文中对汽轮机转子凹面板漏盘圆柱体镦粗进行了有限元优化分析。首先给出了凹面板漏盘圆柱体镦粗的力学优化模型:提出了镦粗时使用凹球面镦粗板,可使镦粗后毛坯上下两端形成鼓形,避免拔长生产时凹心缺陷的出现建立了锻件毛坯在凹面镦粗板和凹面漏盘间镦粗的力学模型的CAD图。在凹面板漏盘圆柱体镦粗有限元数值模拟中得出:参数υ=7mm/s、θ=20°时毛坯镦粗后内部的综合性能较优,其不同区域的应变、应力较均匀;漏盘孔口倒圆角半径值不同,对毛坯镦粗后根部表面形状影响不明显;盘孔与钳把间隙量120mm时可在一定程度上相应的提高毛坯内部综合性能,这一研究对于汽轮机转子铸造工艺改进具有一定的实际意义。     

螺旋压力机力—能检测的新方法

本文提出以短圆环镦粗法同时检测螺旋压力机的力、能参数.这种新的检测方法基于圆环镦粗时变形规律,首先决定试件接触面上的摩擦系数,然后据此系数下的塑性变形功、力,决定螺旋压力机的打击能量与打击力.该方法简便,所有分析计算均编制程序,在袖珍计算机PC—1500上完成,检测结果满意.宜于尚无电测条件的一般厂矿采用.     

三维冲击－动力接触问题的有限元混合算法

提出了一种三维冲击－动力接触问题的有限元混合算法，该算法用库仑摩擦定律表述动力接触面的边界条件；按修正的Ｃｈｏｌｅｓｋｙ分解算法建立接触面的有效柔度阵方程。在按Ｎｅｗｍａｒｋ算法作逐步积分计算中，每一时间步的迭代计算，仅需反复求解接触面的有效柔度阵方程     

三维冲击—动力接触问题的有限元混合算法

提出了一种三维冲击－动力接触问题的有限元混合算法，该算法用库仑摩擦定律表述动力接触面的边界条件；按修正的Ｃｈｏｌｅｓｋｙ分解算法建立接触面的有效柔度阵方程。在按Ｎｅｗｍａｒｋ算法作逐步积分计算中，每一时间步的迭代计算，仅需反复求解接触面的有效柔度阵方程。     

锻造理论与工艺的进展

塑性加工原理中,在镦粗工艺理论方面,发现、提出与研究与平析间镦粗加圆柱体的新理论。在此基础上,提出了广义滑移线法和力学分块法。为了克服平板镦粗时其镦粗体内变形不均匀与应力状态不佳的两大缺陷,人改变毛坯端部的边界条件入手,提出了一种新工艺－锥形板镦粗。在拔长工艺理论方面,应用方柱体镦粗的两个新力学模型与拔长的刚端影响问题,论证了只有砧宽比一个工艺参数的不足,而应补充一个新的工艺以数－料宽比,才能正确     

刚塑性变形模拟的相似条件

本文根据相似理论确定了刚塑性变形模拟的相似条件,选取按比例缩小的模型,对塑性成形过程进行计算机模拟,计算了圆柱体镦粗和平面应变镦粗两个实例,为扩大计算机模拟的应用范围,提出了一种新的途径.     

6063铝合金的热塑性实验研究

以6063铝合金为试验材料镦粗法为实验方法，使用热力模拟机Gleeble-1500，通过鼓度来估算摩擦因子，进而通过圆柱镦粗主应力解来修正计算值，求得真实应力，获得6063铝合金真实应力－应变曲线，该试验对同类其它铝合金材料同样适应，并对实际生产具有一定的指导作用。     

定向井有杆抽油系统井下耗能分析

针对现有抽油系统井下能耗计算公式难以确定杆液、杆管间摩擦耗能的缺陷,提出一种比较精确的分析方法。首先,对杆管间库仑摩擦力以及杆柱各节点的弹性运动速度进行了计算;其次,对抽油系统中库仑摩擦力、粘滞阻尼力以及盘根盒摩擦力在一个抽油周期内的耗能进行了分析,并根据悬点功图计算出一个抽汲周期内井下输入功,进而对井下效率进行了计算;最后给出了计算实例。计算结果表明,杆柱弹性运动速度引起的粘滞阻尼力耗能不能忽略。     

圆柱体镦挤复合变形规律研究

针对镦挤复合成形过程中坯料在挤出时普遍存在的挤出高度不足的问题,利用Deform有限元软件模拟圆柱体自由端无约束时的镦挤复合成形过程,对镦挤成形过程的力学参数和变形规律进行分析;分别从理论和模拟两方面入手,研究正挤压和反挤压两种模式下的镦挤复合成形规律,模拟不同材料、不同挤出通道时的变形规律,绘制凸模行程与挤出高度曲线.研究结果表明：镦挤复合成形过程中的正挤压和反挤压具有一致的变形规律,当挤出通道直径为20~25 mm、摩擦因数为0.2~0.4时,适当地增大挤出通道直径和摩擦因数,均有利于提高坯料的挤出高度,当摩擦因数为0.35、挤出通道直径为25 mm时,坯料挤出高度最大.     

电磁力控制圆柱体三维绕流场的脱体涡模拟

利用Maxwell方程组直接数值计算表面包覆电极与磁极圆柱体产生的电磁力分布,将其加入到动量方程中,采用脱体涡模拟(DES)方法,在雷诺数Re=3 900时,对电磁力作用下圆柱体在弱电解质中的绕流场结构及其升阻力特性进行了数值模拟与分析.结果表明,电磁力作用可提高圆柱体边界层内的流体动能,抑制流动分离的产生,减弱圆柱绕流场的三维特性,在电磁力作用参数达到某个临界值后,在圆柱体后方产生射流现象;同时,随着电磁力作用参数的增大,圆柱体压差阻力及其总阻力减小,但摩擦阻力增大,而且电磁力的作用还可以显著减小升力脉动幅值.     

Rapid Evaluation for Feed-axis Lubrication Condition Based on Soft Sensor

Stribeck effect is regarded as the most important feed-axis friction characteristics. According to the relationship between friction and lubrication,a rapid technology for feed-axis lubrication condition evaluation of computer numerical control( CNC) machine tools based on soft sensor is proposed. To obtain its state information,the static friction force,Coulomb friction force,and viscous coefficient are used as the key parameters of the soft sensor for tread analysis. Then the various amplitude and velocity triangular wave test curve, and a precise nonlinear model identification method are presented. The results of the experiments analysis show that this method is feasible and reliable for evaluating feed-axis lubrication condition,which lays the foundation for on-line condition monitoring and reliability evaluation for feed-axis lubrication of machine tools.     

基于多参数摩擦模型的游梁式抽油机机构动力学分析

 论述了多参数摩擦模型中各参数的物理意义及其取值;分析了指数+双曲正切摩擦模型中,Striebeck速度与双曲正切函数中参数k的关系;建立了基于该模型的游梁式抽油机非线性动力学分析模型,并采用数值迭代法求解,获得了驱动力矩和机械效率的变化规律。理论计算与实际现象相符,说明在机构动力学仿真中,指数+双曲正切这一多参数摩擦模型较之库仑摩擦模型能更精确地反映运动副耗散力的影响。     

基于原子力显微镜的纳米尺度摩擦力的速度依赖关系

以硅为探针、带有自然氧化物的硅(100)晶面为基底样品,利用原子力显微镜研究了探针扫描速度对于单个微凸体系统中摩擦力的影响.首先,利用热噪声标定法测量出硅悬臂梁的法向弹簧常数和法向灵敏度;然后,利用改进的楔形校准法,通过扫描三角光栅得出侧向灵敏度;最后,测量出扫描区域为15μm×15μm、正压力为-5～10 nN、扫描速度为2.5～1 000μm/s下的摩擦力.实验结果表明,不同速度下摩擦力随正压力的增加呈近似线性增加,服从经典库仑定律.当扫描速度小于40μm/s时,速度增加所导致的摩擦力的增加不明显;当扫描速度大于40μm/s时,速度增加则引起摩擦力急剧增加.该结果与热激发的Tomlinson模型的计算结果吻合.     

圆柱正弦活齿传动接触力影响因素分析

基于弹性小变形和变形协调方程假设建立了理论状态下的啮合副接触力分析模型,利用牛顿法求解了力学方程。对圆柱正弦活齿传动结构分析,发现了4个主要结构参数,分析了这4个参数单独变化时,啮合副接触力大小和周期的变化规律;总结这些变化规律,归纳出在一定传动比的条件下,圆柱正弦活齿传动结构设计的一般设计准则。利用分析结果可以设计出结构比较优化的圆柱正弦活齿传动机构。     

振动引起的界面切向相对运动对摩擦的影响

为了研究接触界面振动对摩擦的影响, 自主设计实验装置, 以在振动台上匀速滑动的滑块为对象, 采用理论与实验相结合的方法, 分析法向振动和切向振动引起界面切向运动减摩的机理。实验结果表明, 振动台的法向振动和切向振动经常同时存在。当界面振动, 且滑块与振动台之间的切向相对速度方向不变时, 滑块受到的平均滑动摩擦力与无振动时相同, 没有减摩作用; 当滑块与振动台之间切向相对速度的方向发生周期性变化或存在stick-slip (黏滑)时, 与无振动时相比, 滑块的平均滑动摩擦力有明显的减摩作用。根据Coulomb摩擦定律建立动力学模型进行仿真, 仿真结果与实验结果非常吻合, 说明在界面运动为已知的条件下, Coulomb摩擦模型能够反映界面间的摩擦作用。实验和仿真结果表明, 当法向振动和切向振动同时存在时, 振动引起的界面切向相对运动造成摩擦力方向的周期性变化或stick-slip是减摩的主要原因。     

干片式制动器弹子加压装置的力传递效率研究

针对弹子加压装置输出力损失严重的问题,从弹子加压装置的摩擦与偏载方面出发,建立了一种弹子加压装置的力传递计算模型.基于弹子加压装置的结构特点和运动特点,依据库伦摩擦定理和赫兹接触理论分析量化摩擦和偏载对装置输出力的影响,并依据装置的拟静平衡方程,得出了弹子加压装置的力传递效率计算公式,同时对公式中的相关参数进行讨论.结果表明:装置滚珠处摩擦阻力会严重影响弹子加压装置的力传递性能、装置中弹子槽最优螺旋角为19.88°、调整弹子槽与弹子的匹配尺寸可以改善弹子的传力特性.