模糊理论在纳观摩擦机理研究中的应用

利用Greenwood-Williamson(GW)模型建立了模拟物体表面的半球体形貌模型,并利用半球的半径隶属函数来定义了物体表面的“光滑”、“一般”与“粗糙”;应用经典的Hertz理论从接触的角度提出了物体表面单球接触力学模型,并建立了动力学方程;最后利用模糊理论对单球系统动力学方程进行叠加,得到了纳观整体滑块的摩擦力与滑动速度的关系.     

多层箔片超声焊接的摩擦能量耗散机理及影响因素研究

在多层金属箔片的超声焊接过程中,焊头压紧金属箔片并带动其发生超声振动,各接触面摩擦生热并产生塑性变形,进而形成固相连接.各层箔片所受载荷存在差异,导致各接触面的摩擦行为和连接质量不一致,从而影响整体焊接质量.因此,需要分析焊接过程中载荷在多层金属箔片中的传递规律,揭示多界面的摩擦状态和能量耗散差异.以5层铜箔的超声焊接为研究对象,基于Cattaneo-Mindlin接触理论,利用Abaqus建立二维有限元仿真模型;分析不同压力载荷下各接触面的载荷分布和黏结-滑移状态转化;计算各接触面的摩擦耗散能量总量及在各接触面中的占比,并总结影响因素,给出多层金属箔片超声波焊接的理论工艺优化方法.     

有摩擦的动力接触问题 模型、方法、试验和应用，第二版

摩擦接触用来传递力或耗散能量，较好地认识摩擦现象可以降低噪音和维护费用，增加机器的使用寿命，提高能源的效率。本书论述模拟有摩擦的动力接触问题的有效程序，这个程序可用于不同的实际问题，并用实验检验。     

纳观纹理表面往复滑动接触磨损问题研究进展

纳米器件滑动接触过程中,由于黏附磨损而很快失效,很难应用于工程实际。表面纹理通过降低比表面来减小磨损,在往复滑动接触过程中,伴随着材料的迁移,接触条件不断更新,使得往复滑动接触磨损问题的研究变的更加困难。为此,对观纹理表面往复滑动接触磨损问题的试验研究和数值模拟研究进行了综述,介绍了纳观纹理表面往复滑动接触磨损问题试验研究相关成果,探讨了影响摩擦磨损性能的表面纹理参数及其他相关因素,分析了试验研究可能存在的问题。阐述了分子动力学模拟研究该问题的发展现状,介绍了多尺度方法的发展历程,并给出了多尺度方法模拟该问题的算例。最后,探讨了该问题未来可能的发展方向。     

管道金属摩擦阻尼减振器性能的实验研究

设计了一种新型管道金属摩擦阻尼减振器,并对带金属摩擦阻尼减振器的管道系统进行了振动响应的实验研究。通过测量管道径向、轴向和激振器支撑架的振动响应,研究了金属摩擦阻尼减振器的减振性能和减振机理。实验结果表明：金属摩擦阻尼减振器能够有效降低管道系统的振动,管道和激振器支撑架径向振动响应最大时,振动幅值分别下降66.2%和75.4%,激振频率为50Hz时,管道轴向振动幅值下降83%;管道振动能量没有被转移至激振器支撑架,而是通过金属摩擦阻尼减振器与管道外壁的干摩擦作用将振动能量转化为热能而耗散。     

考虑粗糙表面接触的连接面黏滑摩擦建模

基于Kragelsky-Demkin粗糙接触理论和Iwan迟滞非线性模型,建立了一种考虑界面粗糙度参数的连接界面非线性力学模型。首先建立了连接界面恢复力分布与表面粗糙度参数之间的关系,导出了临界滑移力的分布密度函数;然后结合连续Iwan迟滞非线性唯象模型,导出了连接界面切向载荷与切向相对位移之间的关系,以及界面单位周期能量耗散与切向振荡载荷幅值之间的关系;最后研究了粗糙度参数对界面宏观力学行为的影响。结果表明:建立的模型能够直接反映界面宏观力学响应与表面粗糙度参数之间的关系;连接界面切向恢复力与相对位移之间为非线性关系,切向连接刚度随相对位移增大而减小;激励幅值相同时,表面粗糙度参数越大,则切向连接刚度越大,单位周期的能量耗散越小;当激励幅值不足以引起宏观滑动时,单位周期能量耗散与激励幅值之间为幂函数关系。     

摩擦焊直接能量控制法的研究

摩擦焊直接能量控制法是一种以摩擦能量为控制对象的闭环控制方法。采用先进的单片机测控及高精度的检测方法，直接检测驱动电机的实时输入功率以获得实时摩擦能量；并以此为闭环控制对象，对焊接过程进行控制，同以往开环控制法相比，克服了工艺参数的波动对接头质量的影响，从而大大减少了焊前工作量；同时也减少也人为因素对接头质量的影响，使焊接质量达到一个新水平。     

四辊冷带轧机摩擦型颤振机理的研究

分析了轧辊与轧件接触面的复杂摩擦特性，提出了一种新的轧件振动模型，研究了粘滑共存摩擦转变为全滑动摩擦时，由于轧件失稳所导致的轧机颤振现象，并采用相平面法分析了振动系统的极限环稳定性，同时，应用定量的分析方法对轧件振动模型进行了一定的理论探讨；在理论研究的基础上，提出了抑制颤振的方法，并通过已有的实验研究成果论证了方法的有效性。     

表面涂层摩擦机理研究

详细分析了表面涂层的摩擦机理。其中涂层的摩擦机理主要可分为油层参数影响原理．摩擦化学原理．摩擦物理原理与材料转移原理等．涂层参数是指涂层及基体的硬度值．涂层犀度和基体表面粗糙度．摩擦化学原理包括涂层表面化学保护层的生成、涂层的氧化等方面的理论．而材料转移原理是指由于摩擦界面之同形成材料转移层而导致摩擦界面的摩擦特性的改变。     

表面涂层摩擦机理研究

详细分析了表面涂层的摩擦机理。其中涂层的摩擦机理主要可分为油层参数影响原理、摩擦化学原理、摩擦物理原理与材料转移原理等。涂层参数是指涂层及基体的硬度值、涂层厚度和基体表面粗糙度。摩擦化学原理包括涂层表面化学保护层的生成、涂层的氧化等方面的理论。而材料转移原理是指由于摩擦界面之间形成材料转移层而导致摩擦界面的摩擦特性的改变。     

一种有机硅烷/稀土复合薄膜制备及纳米摩擦学性能

采用分子自组装技术在单晶硅基底上制备了有机硅烷/稀土（APTES/RE）复合薄膜.利用椭圆偏振仪、接触角测量仪及X射线光电子能谱(XPS)仪分析表征了薄膜的结构,并采用原子力显微镜（AFM）研究了硅基片和复合薄膜的纳米摩擦学性能.结果表明：随着探针的滑动速度和载荷的增加,针尖与样品间摩擦力增加;硅基片和复合薄膜表面的黏附力和摩擦力随着相对湿度的升高而增大;APTES/RE复合薄膜具有较低的摩擦系数及黏附力和显著的抗黏着及减摩效果,显示出其在微机构表面润滑中良好的应用前景.     

Nanotribological behaviors of in situ nanoparticles doped molecular deposition films

The molecular deposition films of poly （diallyl dimethylammonium chloride） （PDDA） and poly （acrylicacid） （PAA） with Cu2＋ on quartz and glass substrates were prepared in laboratory first, then different bilayers films were dipped into fresh Na2S aqueous solution. As a result, CuS nanoparticles were fabricated in multilayer molecular deposition films in situ. The structure and nanotribological properties of the composite films were analyzed by ultraviolet-visible （UV-visible） spectroscopy, XPS and atomic force microscope （AFM）. It was found that the CuS nanoparticles were homogeneously distributed throughout the whole film. And these films had a much smaller friction force than their substrates and higher antiwear life than pristine PDDA/PAA molecular deposition films. The fluctuation and variation trend of the topography, hardness, and friction with the AFM indentation length were also investigated.     

海洋内波破碎及其能量耗散的研究进展

海洋内波是海洋中普遍存在的波动形式。它的不稳定和破碎会对海洋能量的再分配产生本质的影响,直接将能量从大尺度向小尺度过程传递,产生湍流混合。内波破碎产生的湍流混合又会显著地影响海洋环境。该文就近十五年来对内波的破碎机制以及内波破碎导致的能量耗散研究作一简要综述。     

元胞自动机FI交通流模型的能耗研究

在周期边界条件下,通过引入确定(随机)减速过程中动能减少的车辆分布,研究单一交通流元胞自动机Fukui-Ishibashi模型(FI模型)的能耗问题.研究发现,FI交通流模型的能耗在最大流量处发生不连续的变化,急剧减少趋近零,其左右各存在交通能耗极大值.在最大流量处,确定(随机)减速过程中动能减少的车辆分布最小,交通能耗随着车辆最大速度的增大,车辆长度的增长和随机减速概率的增大而增加.     

“戽底设窄缝混合消能”在桥巩水电站低坝的应用

把收缩式消能工用在低坝戽式消力池里进行混合消能,水工模型验证结果表明,同样取得显著的消能效果,还使消力戽具有自我清理推移质的能力。     

威远江水电站泄水建筑物消能方案试验研究

通过威远江水电站泄水建筑物的整体模型试验,研究了泄水建筑物消能工的消能效果,发现了其主要问题为溢洪道挑流坎挑流消能时,当泄流量较大时的挑距过大,挑流水舌不能与下游水流很好衔接.泄洪洞挑流坎挑流消能时,当泄流量较小时,挑距较短.经过试验研究提出了修改解决方案,并经试验验证得到较好的消能效果,为工程设计和施工提供了可靠的设计依据.     

芙蓉江鱼塘水电站泄洪消能方案试验研究

根据芙蓉江鱼塘水电站的泄洪特点，通过水工整体模型试验研究，分析比较了两种泄流消能方案，最终推荐了一种比较符合该工程实际的泄洪消能系统方案．该泄洪消能系统大大减轻了下泄水流对河床基岩的冲刷作用，满足了该工程的泄洪消能任务．     

耗散结构理论在岩石类材料变形系统中的初探

从系统的角度出发,运用耗散结构理论,对岩石类材料的极限承载力、破裂过程及其变形过程中的能量变化、宏观应力-应变关系等进行深入的分析,从而更深入地揭示岩石类材料力学特性的本质。研究结果表明岩石类材料变形系统具有耗散结构的特性,岩石受力产生变形是非线性动力学过程,即系统内部各要素之间发生协调和相干效应,岩石承载力(强度)是外界做功功率和岩石自身耗散能率达到平衡的外在力学表现。     

聚脲弹性体复合结构抗弹道冲击性能试验

采用7.62 mm口径弹道枪装置,对聚脲弹性体和硬铝合金板组成的涂层和三明治两种复合结构进行300~450 m/s速度范围的冲击试验,并分别从聚脲层和复合结构整体的单位面密度动能耗散、结构破坏模式和耗能机制等方面上进行了研究分析.从单位面密度动能耗散的角度分析,层状涂覆结构具有最优的抗爆性能,单一铝板次之,夹层结构表现最差;结构破坏方面,复合结构中聚脲层的存在会使铝板中的弹道在出口一侧出现收缩现象,会减小铝板的变形区域;聚脲层作为背板时可一定程度上减少铝屑飞溅,防止二次毁伤.     

超典型井流水力特性研究及其在低坝消能中的应用

井流消能是一种结构简单、造价低廉、且消能效果甚优的新型消能方式。在井流流态中，超典型井流又因其消能效果最好而在低坝消能中具有很大的推广应用价值。本文通过试验研究，探明了超典型井流的流态特性及其演变规律，得出了可供设计应用的计算方法和计算公式。本成果已在三十余座低坝工程中得到应用，并取得良好的工程效益。