二维材料限域水的扫描探针技术研究进展

界面水在自然界和工业发展中无处不在,其结构以及动态性质在众多的界面反应中起着重要的作用.因此,研究固体界面上水的微观结构和动态行为对理解水-固界面上诸多奇特的物理与化学性质十分关键.二维材料限域水是近年来新兴的一类界面水研究对象,即利用超薄的二维材料作为覆盖层,以扫描探针显微镜(scanning probe micro...     

气体环境下双壁碳管振荡器的能量耗散

采用分子动力学模拟方法,研究了多壁碳纳米管振荡器在气体环境下的振动,讨论了气体密度、环境温度对碳管间摩擦力及振荡频率的影响．模拟结果表明,管间摩擦力随气体密度的增大及环境温度的升高而增大．气体分子的碰撞将导致碳管的品格变形,从而极大改变碳管间的初始理想匹配状态,导致摩擦力增大;随着温度的升高,碳管原子热振动振幅增大和高能量声子的激发,使得碳管振动的机械能更容易转化为热能而被耗散,导致摩擦力增大．气体密度的增大和环境温度的升高,都将导致振幅衰减加快,振荡频率增大．通过与真空状态下的谐振子相比,气体分子与管壁的碰撞是造成能量耗散的一个主要原因,气体环境的阻尼可能是导致碳管谐振子在工程实际中失效的主要原因,其次,环境温度对谐振子也具有重要的影响,低温工作条件对谐振子是有利的．     

PMMA温变摩擦磨损特性研究

文章以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)圆盘和氮化硅陶瓷球(Si3N4)为摩擦副,利用旋转式高温真空摩擦磨损试验机测试温度和载荷对PMMA摩擦磨损特性的影响,并使用激光共聚焦3D显微镜对样品划痕进行观察分析.实验结果表明:PMMA的摩擦系数随温度升高呈现先略微降低然后显著增大的变化趋势,临界温度点约为90℃,并且随载荷的增加...     

机械密封端面间液膜摩擦热的传热规律

建立了由机械密封的动环、静环、端面间液膜和密封介质组成的传热系统,研究了液膜摩擦热的传热规律．影响传热规律的主要因素有密封环对介质的给热系数、摩擦热流密度和摩擦热的分配系数等．推导了密封环与液膜的温度分布方程,在考虑液膜黏度随温度变化的基础上,对液膜的摩擦热和密封环的热变形进行了耦合分析,确定了变形端面之间的夹角．研究表明,液膜摩擦热对液膜特性和密封性能的影响显著,其不仅改变了端面间的间隙形式,而且使液膜黏度减小,导致泄漏率增加．传热系统的最高温度位于液膜内径处,绝大部分摩擦热通过动环传递到介质中．依据提出的传热分析方法,可确定密封环的最佳几何尺寸并选择合适的密封环材料．     

离心泵无驼峰设计探讨

<正>本文,笔者首先分析了离心泵性能曲线有驼峰的危害和影响性能曲线产生驼峰的主要因素,性能曲线的驼峰将使离心泵的运行产生振动、噪声、压力脉动等现象。其次,对离心泵实际流量-扬程性能曲线的形成进行了详细的分析,实际性能曲线的形成主要与离心泵的理论流量-扬程性能曲线、沿程摩擦损失、冲击损失有重要关系。笔者通过对实际流量-扬程性能曲线的数学推导,     

基于奇异熵的磨粒群特征提取

为定量分析磨粒群,利用销-盘摩擦磨损试验机进行船用柴油机活塞环-缸套材料配副磨合磨损试验.在铁谱显微镜上对不同磨损阶段的磨粒群图像进行观察分析,应用奇异熵提取磨粒群图像的低频特征参数和高频特征参数.结果表明:低频特征参数和高频特征参数刻画了磨粒群图像上磨粒的形态特征.低频特征参数反映了磨粒群图像上磨粒尺度大小,其值越大,磨粒越大;高频特征参数反映了磨粒群图像上磨粒的数量,其值越大,磨粒越多.低频特征参数和高频特征参数可作为磨粒群特征参数.     

基于ABAQUS的身管涂层磨损行为研究

重机枪的射击过程具有高压、高温、高速度、时间短等突出特点,针对这样的严苛条件,很难用实验的方法对身管涂层的摩擦磨损做研究预测。基于ABAQUS有限元软件平台,以有限元仿真方法,研究了身管涂层的磨损量和磨损状态的分布,以及子弹发射次数增加对身管涂层摩擦磨损的影响。结果表明,身管磨损主要集中在枪口近端位置,随着子弹发射次数的累积增加,磨损量相应增加,而单次磨损量减小,同时计算了发射多次子弹后的总磨损量。     

基于光学原位观测柔软摩擦副的接触率研究

＂柔软接触＂在自然界和工业应用的摩擦副中具有重要学术和应用价值,但线接触副中接触率的原位测量目前尚无系统方法.本文建立了含光学显微、数字图像采集的软摩擦试验台.通过对接触率不同影响因素的深入分析,对比讨论了试验结果和理论模型.法向载荷对接触率影响规律可表述为幂函数,且受到弹性模量的影响.本文结合Ghatak的柔软橡胶薄层力学模型,分析了柔软材料的弹性模量对接触率的具体影响规律.本文以上述分析为基础,针对实际应用中柔软材料几何尺寸差异的问题,制备了9种不同厚度的圆柱形弹性样品,试验和理论分析都发现临界厚度值将影响接触率,并对结果进行了讨论.最后对全文进行了总结和展望.     

天宫一号基于控制力矩陀螺的智能多模自适应姿态控制系统设计与验证

天宫一号是目前我国在轨运行的体积最大、重量最重的载人航天器.它具有变构型、变参数的特性,采用控制力矩陀螺系统和喷气推进系统实现高精度、高稳定度姿态控制.本文通过对天宫一号控制对象参数缓变和跳变相结合特点的分析,规划了高可靠灵活的控制策略,设计了智能多模自适应姿态控制系统.利用智能控制中规则集设定多模自适应控制的指标切换函数分配,利用多模自适应控制算法建立多模型控制器实现不同控制对象,不同控制任务的姿态控制.天宫一号通过地面测试和物理仿真试验,最后发射在轨运行,与神舟八号、神舟九号、神舟十号载人飞船圆满完成交会对接任务,充分验证了姿态控制系统设计的正确性和有效性.该设计方法在解决大型航天器变构型、变参数组合体姿态控制方面有突出优点,在未来的载人航天领域空间站建设具有应用前景.     

高强度双网络高分子水凝胶：性能、进展及展望

作为一种虽然含有90wt%的水,但力学强度高达数十兆帕的高分子水凝胶材料,双网络（double network,DN）设计思路对大幅度提高水凝胶力学性能以及推动其在生物材料中应用研究意义重大.近年来高强度DN凝胶研究不断取得令人注目的进展,在DN凝胶概念的基础上,设计合成了天然和仿生DN凝胶、低摩擦和低磨损DN凝胶以及细胞亲和性高强度水凝胶,并研究了DN凝胶的生物相容性和诱导关节软骨再生等生物材料性能.高强度、多功能DN凝胶在生物材料中的研究极大地扩展了高分子水凝胶材料的应用范围.本文综述了DN凝胶的设计思路,分析了影响其性能的因素,并对其未来发展进行了展望.