异质材料凸起切向变形动摩擦研究

基于三角形凸起假设,提出截止研合角、截止位形角等概念,建立不同材料弹性模量下的凸起切向变形摩擦模型。讨论等倾角异质材料弹性模量、凸起变形、摩擦因数三者之间的理论联系。认为坚硬材料副三角形变形符合n/(n+2)原理,软材料副三角形变形符合1/(2n+1)原理。异质材料的情况,摩擦因数的"决定因子"主要由坚硬副来决定。弹性模量不同的同粗糙度的两个材料,摩擦因数一般倾向于比同材料的大,摩擦因数倾向于由高刚度材料决定。凸起在长期变形下形成左右不对称的三角形,接触面逐渐平缓,倾角逐渐变小,摩擦因数逐渐变小。这就是三角形凸起的跑合后的摩擦因数变小的重要原因。提出放大系数、细观摩擦因数等概念、计算了理论动静比(理论的动摩擦因数和静摩擦因数之比值)、放大系数和凸起倾角、n、细观摩擦角几者之间的关系。经实例计算分析,材料的动摩擦因数随着凸起倾角和细观摩擦角的增加而增加,细观摩擦角减小,放大系数也明显减小,静摩擦因数大约为动摩擦因数的1.4~1.5者居多,也许导致静摩擦因数存在巨大差异的原因。     

石结构滑移隔震缝力学性能试验研究

针对石砌民宅存在严重抗震安全隐患的问题,提出一种适用于条石砌筑石结构墙底滑移隔震技术方案,开展8个隔震缝滑移界面双剪试件的低周反复加载试验。隔震缝采用钢板-料石和双层钢板2种界面形式,分别研究钢板-料石界面试件的竖向压应力和钢板尺寸以及双层钢板界面的竖向压应力和界面润滑状态对界面力学性能的影响。研究结果表明:钢板-料石界面静摩擦因数为0.28～0.46,平均动摩擦因数为0.55～0.73,摩擦因数偏大且摩擦性能不稳定,不适用于石结构滑移隔震缝。在双层钢板摩擦界面间涂抹二硫化钼润滑剂可有效降低界面摩擦因数,提升其摩擦性能的稳定性。双层钢板未润滑、半润滑和全润滑界面的静摩擦因数分别为0.22,0.17和0.12,平均动摩擦因数分别为0.30,0.20和0.17,加载过程中动摩擦因数的增量分别为0.17,0.08和0.02。双层钢板全润滑界面摩擦性能及耗能性能稳定,其静摩擦因数为0.12,平均动摩擦因数为0.17,适用于石结构滑移隔震缝。     

铜基粉末冶金摩擦材料的湿式摩擦性能

采用粉末冶金方法制备铜基湿式摩擦材料,利用金相技术分析材料表面的微观结构,并用MM-1000摩擦试验机研究制动条件对动摩擦因数影响的变化规律。研究结果表明：添加短切炭纤维增强的材料能有效提高材料的能量许用负荷和摩擦因数;摩擦副的制动速度为1500r／min和2500r／min时,摩擦因数随制动压力的增加而减小;摩擦副的制动速度为3500r／min时,摩擦因数随制动压力的增大呈现先降低而后增大的趋势;当制动压力为1．0MPa和1．5MPa时,摩擦因数随制动速度的提高而缓慢减小;当制动压力为2．0MPa和2．5MPa时,摩擦因数随制动速度的增加呈现先减小而后急剧增大的趋势。     

气流槽聚型紧密集聚纺纱系统阻力传递机理探讨

为探讨气流槽聚型紧密集聚纺纱系统集聚区内纺纱张力引起的阻力传递机理,分析了集聚区内气流速度和动摩擦因数的变化规律,研究纺纱张力的传递过程.研究结果表明:在凹槽中,从纱线输出点到纤维束与凹槽的接触点,气流法向速度分量逐渐减小;间隔段包围弧对应的中心角决定了切向摩擦因数分量大小;纺纱张力的变化与动摩擦因数、导纱钩处张力、吸风孔间距及气流力密切相关.     

压缩机主轴-叶轮摩擦性能及过盈装配主轴弯曲变形研究

通过实验测量了压缩机主轴材料(40NiCrMo7)和叶轮材料(FV520B)的摩擦因数,其值在0.12~0.25,具体大小与法向接触压力和表面粗糙度有关.结果表明,法向接触压力只有大于约36kN以后才会使摩擦因数轻微增大,而表面粗糙度对摩擦因数的影响更显著,也更复杂.摩擦因数随FV520B表面粗糙度增大整体会呈现增大趋势,但却随着40NiCrMo7表面粗糙度的增大而减小,犁沟效应和微黏着区的产生是导致这种变化的原因.在此基础上,通过有限元计算分析了降温不均时摩擦因数和过盈量对压缩机主轴过盈装配时弯曲变形的影响.结果表明,降温不均是导致主轴过盈发生弯曲变形的重要诱因,而摩擦因数与过盈量对弯曲变形存在耦合影响.当摩擦因数保持恒定时,主轴弯曲变形会随着过盈量的增大呈现出先增大后减小的趋势.从另一角度来看,当过盈量保持恒定且小于某一临界值时,摩擦因数增大会导致主轴弯曲变形增大,但当过盈量大于该临界值后,随摩擦因数增大主轴弯曲变形反而会减小.对这种现象给出了定性的分析.     

关于中学物理教材中摩擦力及摩擦类型的教学思考

摩擦是一种常见的现象。摩擦包括静摩擦动摩擦(滑动摩擦、滚动摩擦)。由于摩擦力得产生原因比较复杂,学生理解起来比较吃力,尤其再对一些具体情况下摩擦类型得判断容易出错,文章通过举例分析帮助学生理解摩擦力。     

等离子体处理对芳砜纶相关性能的影响

为提高芳砜纶(polysulfonamide,PSA)纤维表面摩擦因数,改善其可纺性,用等离子体技术对其进行处理,测试不同时间、真空度处理前后纤维性能的变化.结果表明:常压下随处理时间的延长,纤维的断裂伸长性能无显著变化;纤维静摩擦因数提高了22.5%～61.6%;动摩擦因数在各试验条件下无明显变化;宜采用常压等离子体处理芳砜纶纤维.     

滑动层摩擦因数对斜向预应力水泥路面板的影响

滑动层摩擦因数对斜向预应力水泥路面板结构受力及变形的影响较大,设置满足路面结构受力及变形要求的滑动层,是决定斜向预应力水泥路面铺设成功与否的关键因素之一,建立斜向预应力路面结构1/4有限元模型,基于此模型分析了斜向预应力水泥路面板在车轮荷载和温度梯度荷载作用下,滑动层摩擦因数对其路面结构受力与变形的影响;运用解析计算法,研究了滑动层摩擦因数对路面板内温度伸缩应力的影响,以及温度应力作用下滑动层摩擦因数对路面板伸缩量的影响;并进行了斜向预应力路面板屈曲验算。研究结果表明:车轮荷载作用下,斜向预应力路面滑动层摩擦因数对路面板内应力及变形影响较小,可忽略不计;温度梯度荷载作用下,斜向预应力路面滑动层摩擦因数在0.3~1.2范围内变化时,路面板内最大主应力均小于水泥混凝土抗弯拉强度5 MPa,不会引起斜向预应力路面板开裂;温度荷载作用下,滑动层摩擦因数小于1.04时,路面板内伸缩应力不会引起路面板开裂,且滑动层铺设初期摩擦因数越小越有利于减小路面板内温度应力值;增大滑动层后期摩擦因数,有利于减小斜向预应力路面板端伸缩量,但不应大于1.04;斜向预应力路面板最不利屈曲临界温度为48.166℃,在通常外界环境温度下,斜向预应力水泥路面板不会发生屈曲失稳破坏。     

铝合金热冲压成形质量影响因素

建立铝合金热冲压成形的有限元模型,研究坯料初始温度、冲压速度、压边力及摩擦因数对板料成形质量的影响,通过铝合金热冲压实验验证有限元模拟的可靠性.研究结果表明:400～500℃是可行的坯料成形初始温度范围;冲压速度增大,成形质量较差,超过一定限度时,冲压速度的增大对板料成形质量影响较小;压边力超过15kN时,铝合金板料可能产生破裂失效;良好的润滑是铝合金热冲压成形的必要条件,摩擦因数小于0.15时,板料不会被拉裂.     

塑性加工过程摩擦因数分析

考虑润滑剂的热力学参数及表面实际接触情况，理论推导了塑性加工过程摩擦因数的计算公式，该公式能对Ｓｔｒｉｃｂｅｃｋ曲线进行定量描述，并实验分析了速度、粘度、载荷、油膜强度等因素对塑性加工过程摩擦因数的影响规律．     

灰色理论在摩擦因数预测中的应用

采用指数曲线最小二乘拟事及灰色理论中灰色预测方法研究了摩擦因数λ与雷诺准数Ｒｅ的关系，并建立了相应模型，模型适宜于粗糙度（ｅ／ｄ）一定的管路系统摩擦因数λ的预测。     

基于柔性铰链的滑雪板摩擦因数测试装置设计及试验

针对国内缺乏滑雪板摩擦因数检测装置的问题,设计了一种基于柔性铰链的滑雪板摩擦因数测试装置.在研究滑雪板摩擦因数测试理论的基础上,确定加载方案,完成测试装置结构设计;确定柔性铰链设计参数,进行仿真分析,确定形变量与载荷之间的关系,验证设计的合理性;搭建滑雪板摩擦因数测试装置物理样机,开展测试及对比试验.测试结果表明：该测试装置能够有效测量出滑雪板与雪面间的摩擦因数,验证了该设计的正确性及合理性.     

刀-屑局部摩擦因数建模及实验研究

基于黏着摩擦理论建立局部摩擦因数与接触面正应力和相对滑移速率之间的经验模型.采用试验方法来分析直角切削过程刀-屑接触面间的局部摩擦现象.设计的实验能够提供与实际切削相同的相对滑移速率和正应力条件.基于实验数据拟合并建立了基于正压力、相对滑移速率的摩擦因数经验模型.实验表明,在一定范围正应力和滑移速率下,摩擦因数随着接触面间的正应力、相对滑移速率的增加而降低.      

聚乙烯醇水凝胶与人关节软骨摩擦特性比较

利用自行研制的振子式摩擦仪测定了聚乙烯醇水凝胶自摩擦副、人关节软骨/聚乙烯醇水凝胶摩擦副的摩擦因数,并根据其Stribeck曲线对其摩擦润滑机理进行初步探讨.实验结果表明,在透明质酸润滑条件下,聚乙烯醇水凝胶与人关节软骨具有相似的摩擦学特性,且聚乙烯醇水凝胶自摩擦副的摩擦因数略小于聚乙烯醇水凝胶/人软骨的摩擦因数,由其Stribeck曲线初步判定其润滑机制为液膜润滑.     

桥梁工程系统地震可靠性分析

根据随机振动理论和可靠性理论，考虑桥墩单元参数不确定性和桥梁上部结构摩擦因数等问题，建立了桥梁各单元的可靠度计算方法；同时考虑桥梁工程系统各单元失效相关性，给出了桥梁工程系统整体的可靠性分析方法。     

基于摩擦因数变化率的离合器可靠性补偿控制研究

针对过大的摩擦因数变化率可能引发离合器控制失效的问题,提出了一种基于摩擦因数变化率的可靠性补偿控制方案.利用SAE#2试验台,在不同输入转速、油温、油压下,完成了摩擦副摩擦因数试验,获得了摩擦因数随工作参数的变化规律.基于摩擦因数变化率建立了失效评价模型,并设计了补偿模糊控制方案.台架试验结果表明,在摩擦因数变化率较大的高温重载工况下,改进后的控制算法有效延长了离合器接合时间,提高了离合器摩擦副的工作可靠性.     

梭织物剪切刚度与交织结构的关系

通过分析剪切变形过程中纱线间的力学作用，研究织物结构与剪切刚度的关系。建立了织物剪切刚度与具体结构参数之间的理论方程。在58种精纺毛型织物试样的实验基础上，对已有的精纺毛型织物剪切刚度理论方程中经纬纱摩擦因数变化率与织物结构参数之间的关系进行研究，结合理论方程讨论了影响织物剪切刚度的因素。     

兆瓦级风机偏航系统低速抖动运动学特性

针对兆瓦级风机偏航动作时低速抖动问题,采用机理建模的方法建立兆瓦级风机偏航系统低速抖动运动学特性模型并对其进行相应求解.研究结果表明:扭转刚度、偏航驱动转速、动静摩擦因数差、系统阻尼比和正压力是导致偏航系统产生低速抖动现象的主要因素,而较高的偏航系统刚度、不小于临界速度的合适驱动转速、合理的范围动静摩擦因数之差、较大的系统阻尼比、较小的安全预紧力矩等有利于消除兆瓦级风机偏航系统低速抖动现象.     

带空隙透榫节点弯矩-转角关系理论分析

为研究带空隙的典型不对称榫卯节点——透榫节点的弯矩-转角关系,构建了节点的埋置嵌压作用力学模型.通过建立平衡方程、物理方程及几何关系,推导了节点的弯矩-转角理论计算公式,并与试验结果进行了对比,分析表明:理论计算结果与试验结果吻合较好.进一步定量分析了空隙g以及摩擦因数μ对节点弯矩和初始转动刚度的影响,结果表明:随着空隙g的增大,透榫节点正反向初始转动刚度均逐渐减小,且与空隙g基本呈线性变化;正反向加载情况下,透榫节点弯矩和转动刚度均随摩擦因数的增大而逐渐增大,尤其在节点屈服后表现更加突出;节点间空隙是节点弯矩和转动刚度的主要影响因素,摩擦因数对节点弯矩和转动刚度的影响略小于空隙的影响.所得结果可为古建筑木结构的加固保护提供理论依据.     

湿式铜基摩擦副局部接触对摩擦因数的影响

考虑金属的热衰退特性及温度、压力和摩滑速度对混合润滑油膜的影响,建立了湿式铜基摩擦副局部接触摩擦因数计算模型,研究了摩滑过程中湿式铜基摩擦副局部接触状态下摩擦因数的变化规律,并通过销-盘摩擦因数测量实验对摩擦因数计算模型进行了验证.研究结果表明:摩擦元件屈曲变形导致摩擦元件间摩擦状态发生变化,在局部接触条件下,接触区摩擦状态随温度升高可分为油膜主导阶段、微凸峰主导阶段、摩擦因数上升阶段和热衰退阶段4个阶段.其中,油膜主导阶段会随摩滑速度的减小而消失.干摩擦状态下,摩滑速度对摩擦因数影响较小.在混合润滑状态下,摩擦因数随摩滑速度增加而下降,且温度越小摩擦因数衰减越显著.局部接触区平均面压较小时,压力对摩擦因数影响较小,当压力超过100 MPa时,接触面压力开始对混合润滑中的油膜主导阶段产生影响,此时摩擦因数随压力升高而增大.