基于摩擦力控制结肠内窥镜机器人

为了提高肠道疾病主动诊断能力,研究了基于摩擦力控制的结肠微型机器人.摩擦力模型分析了肠道摩擦力控制因素,并利用实验模板和黏附制剂在体外肠道开展的摩擦力实验,验证了接触纹路和接触黏度对肠道摩擦力的影响.摩擦接触装置的研制综合考虑了肠道应用环境和摩擦力控制因素,最终装配在内窥镜机器人样机上实现了摩擦控制运动.实验结果表明：基于摩擦力控制内窥镜机器人样机能够适应不同的运动环境而实现有效的主动运动,且运动环境会对其运动速度产生不同影响.     

An elastic mechanics model and computation method for geotechnical material

岩土材料内摩擦性质是岩土的基本力学性质之一,无论岩土处于何种受力状态,都应考虑岩土体的内摩擦力。然而,至今只有岩土极限分析与塑性力学中考虑岩土体的内摩擦力,而在弹性理论与能量理论等诸方面均未体现。认为岩土体无论是处于塑性状态还是弹性状态,都存在着内摩擦力,为此建立岩土材料弹性力学的摩擦体力学单元。基于土体试验提出黏聚力先发挥,摩擦力随变形逐渐发挥,并假设摩擦因数与应变成正比,由此确定摩擦力的计算,最后仿效线弹性力学计算方法,但此时摩擦体的剪切模量G已非常数,从而形成摩擦体的非线性弹性力学计算方法。算例表明,按该方法计算出的弹性地基上的位移和剪应力小于传统方法计算出的位移和应力值,这比较符合实际情况,表明采用摩擦体力学单元对岩土材料是合适的。     

磁控溅射GeSbTe相变薄膜黏附与摩擦特性

室温下通过调整磁控溅射时间制备了不同厚度的GeSbTe薄膜.利用原子力显微镜和台阶仪观察薄膜的表面形貌,测量薄膜厚度,并借助TriboIndenter纳米力学测试系统,分析探讨了薄膜的黏附和摩擦特性.研究结果表明:随着溅射时间的增加,薄膜表面粗糙度减小,厚度增加,同时表面质量提高;探针直径、相对湿度、薄膜表面质量以及探针载荷等因素对薄膜的黏附和摩擦特性均有重要影响;在满足存储要求的前提下,通过减小探针直径、降低相对湿度能够有效降低黏附力和摩擦力;而提高薄膜表面质量,为探针施加合适的载荷,有助于改善探针与薄膜表面之间的摩擦特性.     

TriboStudio摩擦磨损试验机的研制与试验

为研究材料摩擦、磨损与润滑机理,研制了一种通过更换模块实现旋转摩擦和往复摩擦测试的TriboStudio摩擦磨损试验机.配套软件具有自动识别测试模式,自动采集摩擦半径,摩擦力自动归零,摩擦力阈值保护,计算最大赫兹接触应力和磨损率,实时显示摩擦因数、摩擦力、位移、温度和湿度等曲线,数据平滑处理和导出,生成图文报告及手机APP远程实时查看等功能;通过合理的机械结构设计、高频响应的测力传感器、高采样率的数据采集、测试前摩擦力的归零处理以及软件引导操作步骤等多重手段,实现摩擦因数的测量和不同旋转速度、往复频率、载荷等条件下旋转摩擦和往复摩擦的测试.测试结果表明,该试验机具有较高的准确性、可靠性和稳定性.     

水灰比对水泥基材料裂缝自愈合机制的影响

采用裂缝开口显微观察、超声波脉冲速度测试以及超声波形分析方法,研究水与胶凝材料的质量比(简称水灰比)对水泥基材料裂缝自愈合性能的影响,借助热重分析、物相分析、微观形貌观察等手段,比较不同水灰比的砂浆试块裂缝内表面水化产物及自愈合产物的差异,评价不同水灰比的砂浆试块裂缝自愈合能力.结果表明:随着水灰比的增大,砂浆试块的自...     

塑性变形中摩擦和润滑的试验研究与机理探讨

本文基于对铝材进行各种条件下的压缩试验,用数学解析方法,把表面曲线视作时间序列的随机函数,借助于计算机数据处理技术来分析研究塑性变形表面的形态。通过实际测试获得了大量数据,有助于对变形表面建立物理模型和进行定量化的理论研究。试验中得到了载荷、变形度和摩擦力相互问的确切关系。文章客观地从摩擦学角度阐明了塑性变形表面的摩擦机理。     

轴承工作过程中摩擦状态的仿真分析研究

1.钢丝滚道球轴承摩擦力和摩擦力矩产生机理 滚动轴承在工作的过程中,由于受到预紧和工作载荷的作用,会产生摩擦,摩擦的主要形式有以下几种: (1)弹性滞后引起的滚动摩擦:滚珠在载荷的作用下沿滚道表面滚动,接触表面下的材料产生弹性变形.在接触消除后,弹性变形的主要部分恢复.但是,通常在载荷增加时,给定应力所对应的变形总量总是小于载荷减小时的变形,称为弹性滞后,反映了一定的能量损失,表现为滚动摩擦阻力.     

改性土体材料的抗压强度试验研究

为改善新疆地区传统土坯砌体民居的素土体建筑材料的性能,通过在素土中掺和麦秸秆或粗砂,形成改性土体材料.参照混凝土抗压试验标准,制作了4种尺寸素土体材料的立方体抗压强度试验试块,并制作了边长100mm的改性土体材料立方体试块.通过试块的抗压强度试验对比分析,研究其抗压强度和变形能力,提出了掺和麦秸秆和粗砂的最佳比例范围.试验结果表明,在素土中掺和麦秸秆或粗砂,可提高抗压强度和极限位移.     

微器件表面DTMS/Mo-MOFs新型固体润滑涂层的摩损模拟与实验研究

以新型的十二烷基三甲氧基硅烷(DTMS)/钼金属有机框架(Mo-MOFs)固体润滑涂层处理后的飞行器航电微器件为研究对象,单纯DTMS涂层处理器件为参考对象,首先通过正交微摩擦测试得到一系列不同载荷和摩擦速率下的表面磨损量,在此基础上建立了定量的Archard磨损本构模型.利用MSC.MARC软件对DTMS/Mo-MOFs和DTMS涂层处理后的微器件表面进行有限元模拟对比实验,并在高次来回摩擦预设条件下,研究不同载荷以及相对速率对涂层磨损率的影响,以及不同摩擦部位的磨损量.结果表明复合涂层提高了微器件表面的润滑性能,降低了接触面的滑动摩擦系数,当载荷以及相对速率增大时,涂层的磨损率也随着增大,且往复摩擦实验表明,涂层表面中间部位磨损最大.     

混凝土含水率对强度影响的试验

通过浸泡时间不同,改变混凝土试块的含水率,测试不同混凝土试块的含水率,并研究含水率变化对试块抗压强度影响的规律.研究表明:混凝土标号越高,饱和含水率越小;试块的面积体积比越小,饱和含水率越小;含水率未达1%时,属于表面吸水,对试块的抗压强度影响不明显;同样标号的混凝土试块,其测试抗压强度随着含水率的增高而降低,自然养护的试块,其测试抗压强度随着含水率的增大下降的速度大于标准养护试块.