刷式密封刷丝束与转子接触力的数值研究

采用线性悬臂梁和增强的拉格朗日法建立了单根刷丝与转子的接触力模型,同时考虑了刷式密封中刷丝与转子之间的接触力以及在转子横截面内流体对刷丝的均布力,探讨了刷丝的安装角度、刷丝与转子的干涉量、转子横截面内的流体均布力对刷丝与转子之间接触力的影响特性.研究结果表明:在所计算的参数范围内,刷丝的流体均布力对接触力的影响力远大于刷丝的安装角度和刷丝与转子的干涉量的影响力.当刷丝安装角小于35°时,刷丝与转子的接触力随着刷丝安装角的增大而略微减小;当刷丝安装角大于35°时,受转子横截面内流体对刷丝的均布力的影响,刷丝与转子的接触力随刷丝安装角的增加而增大.     

高速铁路车桥耦合轮轨接触几何关系与接触力的理论推导

以接触力学为基础,运用了泰勒级数及小变形理论的假设,并且结合车桥耦合接触过程中的轮轨相互挤压的变形实际情况,推导了轮轨接触几何关系。基于弹性力学及Hertz理论,运用了坐标系间的转换关系及椭圆积分理论和弹性比拟法,推导了轮轨间的法向接触力。     

跨断层水工隧洞地震响应数值模拟分析方法

断层破碎带是影响高地震烈度区隧洞结构稳定的关键因素之一.针对地震作用下围岩与断层动力相互作用特点,建立了一种考虑多种接触状态的动接触力算法.该算法考虑了有限元模型中的点对接触和点面接触两种接触类型,可以模拟围岩与断层之间的黏结接触、静接触、分离和滑动接触4种接触状态,适合研究地震作用下围岩与断层动接触系统的非线性大滑移问题.首先,通过一滑块算例,验证了该算法的合理性.然后将此算法应用于滇中引水工程香炉山隧洞抗震稳定计算,对比分析了无断层,有断层、不考虑动接触,有断层、考虑动接触3种工况对隧洞地震响应的影响.结果表明,断层破碎带的存在加剧了隧洞的地震反应,主要表现为衬砌位移和应力的增加,以及围岩破坏区的扩大;考虑动接触后,围岩与断层在地震加载过程中,出现了明显的错动位移,进而对衬砌产生破坏作用;衬砌损伤区主要分布于断层穿过的部位及断层两侧约10 m范围内,其中上盘衬砌受断层影响较大;在横向地震动激励下,衬砌腰拱的应力和位移明显大于顶拱和底拱,为衬砌结构的薄弱部位.     

接触力模型对含间隙铰接副多体系统分析的影响

为研究接触力模型对含间隙铰接副多体系统动力学分析结果的影响,分析了不同接触力模型中阻尼系数和耗散能的计算方法及其优缺点,并以单球碰撞为例对比分析了各模型耗散能的大小。在此基础上,以含间隙铰接副曲柄滑块机构为例,研究了不同接触力模型对多体系统动力学计算的效率、稳定性及结果的影响。计算结果表明:接触力模型中耗散能的增加可以使多体系统动力学计算结果更快趋于稳定;选取适当的接触力模型可改善动力学方程的求解效率及结果稳定性。针对不同恢复系数,从稳定性、计算效率及适用范围三方面考虑,得出了相应的更具优势的接触力模型。     

单晶铜纳米黏着接触与分离过程的接触力分析

在考虑黏附力和单晶铜弹塑性变形基础上,基于EAM和Morse势函数和Verlet算法动态模拟了金刚石压头与单晶铜纳米黏着接触与分离过程。研究表明:压头尚未接触基体时,压头与基体之间作用力主要表现为引力,基体最上层原子易与压头原子发生"突跳"黏着接触现象;继续下移时,接触力随压头位移增大而呈增加趋势,且基体被压正下方不断发生位错原子堆积现象;压头与基体分离中,接触力与压头位移曲线呈锯齿状减小趋势,并且分离过程位移对应于黏着下压接触位移发生明显的黏着滞后现象;分离后,部分原子被黏附于压头底表面,基体已发生明显的塑性变形。     

电能表自动化检定压接过程动力学仿真分析

分析了电能表自动化检测中自动压接过程的运动状态,采用ADAMS软件对压接过程进行仿真,研究了检测装置内置弹簧的刚度系数、弹簧的预载对电能表与端子间接触力的影响;研究了压接速度对接触力大小的影响。仿真结果表明：内置弹簧的刚度系数越大,电能表与压接端子接触力越大;弹簧预载越大,接触力越大,二者皆与接触力呈线性关系。本文详细研究了检测装置内置弹簧对接触力的影响,为进一步改进电能表检测装置提供了重要的参考依据。     

振动载荷对损伤椎间盘处小关节的影响分析

利用非线性的三维脊椎有限元模型,研究了振动环境下损伤脊椎的力学特性.脊椎的损伤包括椎间盘的去髓核和小关节切除,仿真过程还考虑了不同频率和阻尼对脊椎动态特性的影响.研究表明在振动环境中,人体腰椎不仅存在垂直方向上的振动,还伴随着小幅度的前后仰俯运动.椎间盘的去核与退化将使小关节的接触力增加,在振动情况下对小关节非常不利.另外,振动对椎体后部小关节的影响比同一运动段的其他部位都大.     

水下作业机械灵巧手接触力控制方案的研究

基于水下精细作业任务需求,阐述了手爪关节驱动形式的选择过程,满足水下作业灵巧手体积小、效率高、负荷大、结构相对简单的要求．并在此基础上,探讨了接触力控制液压回路设计的基本思路,双闭环接触力控制系统的工作原理．为了精确地控制手指与目标间接触力,液压伺服单元选用Moog公司的D633系列伺服阀,实现接触力连续控制．     

地铁引起环境振动的振源加速度

分析计算了列车运行引起环境振动的振源,即轨道作用于道床的振动加速度机制.建立了轮-轨-道床计算分析模型,将钢轨视为Winkler地基上无限长梁,建立并求解该梁的动力方程,得到列车移动静力产生的轨道振动加速度;根据Hertz接触理论,求得轮轨动接触力,利用Green函数模拟轨道因轨道不平顺和轮轨动接触力作用产生的变形,进而求得轨道不平顺和轮轨动接触力引起的轨道振动加速度;叠加上述两种加速度,即得列车引起环境振动的振源振动加速度;最后将理论计算结果和实测结果进行比较,吻合较好.     

基于离散-连续耦合法的埋地管道受荷过程模拟分析

为了从宏、细观角度反映出埋地管道管周土体的承载特点,文章采用离散-连续界面耦合数值模型对埋地管道受荷过程进行模拟分析,其中管周填土采用离散单元法进行模拟,埋地管道及原状土基采用有限差分单元法进行模拟。结果表明：随着荷载或埋深的增大,管顶受压产生压缩变形,管顶土体发生“压力拱效应”,引起管周土压力重分布;耦合模型水平位移场显示埋地管道在受荷过程中管侧回填土及原状土基能够分担和转移外荷载;管周土体的细观接触力链分布形态与管顶土压力的分布规律形成相互印证。