纳米级粗糙峰法向接触特性研究

为了突破有限元法在微观尺度下界面接触特性分析中的局限性,采用分子动力学方法研究纳米级粗糙峰的法向接触行为。利用大规模原子/分子并行模拟器(LAMMPS)建立3种不同半径的Cu单粗糙峰与金刚石刚性平面法向接触的分子动力学模型,从原子尺度模拟纳米级粗糙峰法向接触动态过程,分析法向接触力、实际接触面积、接触应力等参量的动态变化特性。结果表明：粗糙峰半径一定时,法向接触力、接触应力、实际接触面积与接触变形率正相关;接触变形率一定时,法向接触力、接触应力、实际接触面积均随粗糙峰半径的增大而递增;不同于宏观接触行为,由于原子间相互作用力,纳米级粗糙峰在法向初始接触阶段出现负的法向接触力以及非零的实际接触面积;粗糙峰的接触变形过程伴随着原子位错以及应力集中。     

非规则颗粒形态表征与离散元模拟方法研究

颗粒物质在自然界和人类生产与生活中广泛存在,对于非规则颗粒,其宏观物理力学特性与几何形态密切相关.本文以本课题组和合作者的相关研究为基础,介绍了非规则颗粒几何形态的获取、重构、评价、随机生成以及离散元模拟方法等方面的研究进展.总结了非规则颗粒形态不同获取方法的优缺点;将颗粒二维形态和三维形态分别划分为星形和非星形两种类型,介绍了各类型几何形态的计算几何重构方法;系统总结了非规则颗粒不同层次形态评价指标的定义,及基于计算几何的指标计算方法;介绍了基于逆蒙特卡罗法的二维星形与三维星形随机颗粒生成方法,以及可考虑一阶系数固有关系和其他阶系数经验相关性的二维非星形与三维非星形虚拟颗粒生成方法;对于非规则颗粒的离散元模拟方法,重点总结了颗粒几何形态表示、颗粒接触判断与颗粒接触力计算方法等核心问题的研究进展.     

动力作用下加筋土挡墙的数值模拟

通过引入筋—土、面板—土、面板—面板接触单元,建立由土体单元、接触单元、面板单元和加筋材单元组合的加筋土挡墙有限元模型,用ANSYS对一足尺加筋土挡墙进行了有限元数值模拟．主要研究了地震荷载的频率成分和最大水平加速度对加筋土挡墙地震下性能的影响,得出了一些关于加筋土挡墙动力响应的定性结论．     

考虑三维接触的篦齿封严组件模态计算研究

研究了三维接触状态的带阻尼套筒的篦齿封严结构模态的计算方法,通过建立接触面刚度矩阵来模拟阻尼套筒对篦齿封严结构固有振动特性的影响,结果表明该方法对篦齿封严组件模态计算是行之有效的.     

基于分数阶阻抗的机器人动态接触控制仿真

针对机器人与物理环境动态接触过程中产生的瞬态超调、跟踪响应慢和稳态精度差的问题,提出了基于分数阶的机器人阻抗控制策略。首先,分析当前整数阶阻抗控制接触过程手段依靠改变更新速率和增减弹性项来适应不同任务,设计出了更加灵活的分数阶阻抗控制。根据分数阶阻抗的固有属性设计增益系数将分数阶阻抗映射为整数阶阻抗便于计算和实际应用,并将提升整数阶阻抗控制的一些特性引入到分数阶阻抗进一步提升性能,并分析了动态调整边界。仿真结果表明,所提出的分数阶阻抗能够直接削减接触过程产生的接触力超调峰值,对系统不稳定的振荡行为有一定的抑制作用,适合机器人与动态未知环境接触交互的应用场景。     

埋地管道防腐保温层下的电化学腐蚀行为

运用电化学技术,通过电极电位、耦合电流、交流阻抗图谱(EIS)测试分析,研究埋地保温管道破损点及远离破损点处的电化学腐蚀行为.结果表明:氧浓差导致破损点及远离破损点试样的电极电位出现明显差异,即破损点处电极电位较正,作为阴极,具有阴极保护效应,腐蚀速率仅为0.159 3 mm/a;远离破损点位置电极电位较负,作为阳极,...     

接触辉光放电电解与过硫酸钠联用降解酸性橙

为利用接触辉光放电电解(CGDE)过程中产生的热量,本文将其与过硫酸钠(PS)联用降解酸性橙,考察循环冷却水控温30℃以及无循环冷却水、不同电极数目、不同电极材料时酸性橙的脱色情况.实验结果表明,无循环冷却水时,随着电极数目的增加,溶液温度逐渐升高,有效提高酸性橙脱色率.阳极为3根不锈钢电极、无循环冷却水时,CGDE+...     

高速磁浮试验线汇流排接头方案对比及可行性研究

分析高速磁浮试验线动力轨系统中汇流排接头两种方案,因动力轨系统的中间接头和膨胀接头部分导电后的热膨胀产生接触应力,在满足导轨力学性能的前提下,利用有限元软件,满足接头的导电性能下对比两种接头设计方案螺栓紧固后接头的接触状态。通过计算,分析接头在符合导流、结构支撑功能的基础上,确定最优方案,并计算热膨胀性引起的最大摩擦力,满足设计要求。     

基于多层PCB的ME-C4D电极设计及其性能研究

文章针对微芯片电泳电容耦合式非接触电导检测(microchip electrophoresis-capacitively coupled contactless conductivity detection, ME-C⁴D)电极存在检测信号信噪比低、稳定性差的问题,提出一种基于多层印制电路板(printed circuit board, PCB)的ME-C⁴D电极。通过与相同结构的单层PCB电极对比实验发现,多层PCB电极的噪声最大电平降低至5.5 mV、信噪比提升1倍,且检测信号具有较好的稳定性。通过实验对多层PCB电极结构参数进行优化,使检测系统对K⁺、Na⁺、Li⁺3种离子混合溶液的检测限和离子浓度分辨能力达到0.050 mmol/L,且检测结果具有较好的线性度和可重复性。实验证明,采用多层PCB电极,不仅改善了ME-C⁴D系统的检测灵敏度和离子浓度分辨率,同时扩大了系统的最佳离子浓度检测范围。     

高阶多边形车轮的瞬态磨耗行为分析

采用ANSYS/LS-DYNA建立自由轮对运行于半径3500 m曲线轨道上的三维轮轨滚动接触有限元模型,于时域内模拟考虑轮对初始横移和侧滚角的高速曲线通过和瞬态滚滑行为,分析不同牵引系数下23阶实测车轮多边形对轮对曲线通过和车轮瞬态磨耗的影响.研究结果表明:车轮多边形会造成轮轨力、法/切向接触应力、摩擦功和磨耗深度等的...