摩擦电子学及主动式机械感知

摩擦电子学作为摩擦电与半导体耦合的新研究领域,可以通过机械运动产生的摩擦电荷调控半导体中的电传输与转化特性,建立外界环境与半导体器件的直接交互机制,实现各种主动式功能器件,为人机交互、微纳机电系统、传感和自驱动系统等应用提供全新的思路和途径.本文系统地综述了摩擦电子学的研究进展,首先介绍了摩擦电调控场效应作用机理以及摩擦电子学晶体管基础器件;其次介绍了研制的各种摩擦电子学功能器件,展示了其对于外部环境的主动式机械感知;最后对摩擦电子学领域的研究进展及待解决的问题的进行了总结,并展望了该领域未来的发展方向.     

纳米发电机与微纳能源收集

当下对于分布式传感监测的应用需求快速发展,供电问题一直有待解决. Triboelectric Nanogenerator (TENG)可有效收集环境或生命体运动的机械能,从而为相关的电子器件提供持续的电能,具有重要研究价值和应用前景.本综述将聚焦TENG在微纳能源领域中的应用,从器件的原理、结构和实际应用的角度,展开论述,最后进行总结和展望.     

探测能力有限条件下群机器人队形的避障方法

在探测能力有限的条件下,即使群机器人队形中的跟随者有碰撞障碍的风险,领导者也常难察觉,这将导致部分机器人离队或难以保持给定队形。本文针对此问题提出一种基于局部信息的解决方法,根据局部障碍信息判断障碍对跟随者或其自身后续运动是否有潜在威胁。当有潜在威胁时,输出障碍信息,并在群机器人队形中接力传递,最终反馈给领队机器人以带领队形远离障碍。同时,对领队机器人和普通机器人的人工力矩运动控制器做出改进,保证机器人的安全,并且使避障轨迹更加顺滑。仿真实验证明,所提方法在领导者无法感知所有跟随者和障碍信息的情况下,仍能带领队形安全绕开障碍物。     

滑差离合器传动摩擦副设计

滑差离合器因其无级调速和高效节能等性能优势已开始应用于各工业领域。针对传统滑差离合器技术借用普通湿式离合器摩擦副的设计方法来设计传动摩擦副,现已无法完全满足实际工程需要的问题,对滑差离合器传动摩擦副的设计方法进行了专门的理论和实验研究,得到其物理尺寸、表面沟槽、摩擦材料等参数的设计方法和热平衡校核的计算公式。试验研究表明:按此新方法和公式进行设计和校核的传动摩擦副,完全能够满足调速离合器的实际性能要求。     

超滑与摩擦起源的探索

摩擦消耗掉全世界约1/3的一次能源,磨损致使大约80%的机器零部件失效,每年因摩擦、磨损造成的经济损失约占国内生产总值(gross domestic product, GDP)的2%～7%.对于中国这样的制造大国,摩擦、磨损造成的损失占比较高.仅以5%计算, 2019年我国因摩擦、磨损造成的损失就可能达4.95万亿元.因此,如何减少摩擦、降低磨损是大家广为关注的问题,也是影响人类社会走向绿色、环保、有效利用资源和能源的关键因素之一.探索摩擦起源,实现超滑状态成为摩擦学研究的重大使命.超滑就是将摩擦系数呈数个数量级的降低,同时伴随磨损率呈数量级下降的一种新技术.本文重点介绍了我们课题组近期在超滑和微观摩擦能量耗散机制方面的研究进展,同时也对国内外相关研究进行了简要评述.     

预应力混凝土结构孔道摩擦系数κ和μ值实测分析

文章通过预应力混凝土梁实测数据并参考了国内外的相关研究资料。对预应力束的孔道摩擦系数κ和μ值进行了较深入的分析。对影响摩擦系数的因素进行了探讨,认为我国规范取值偏小,文章给出了实际摩擦系数取值的建议。     

非线性多因素作用高速轴承转子系统动力学模型

为了建立符合工程实际的高转速轴承转子系统动力学模型,综合考虑油膜时变刚度和油膜时变阻尼、钢球与滚道时变接触刚度、时变接触角和时变接触力等非线性因素,建立油膜时变刚度和油膜时变阻尼模型,确定轴承时变刚度和时变阻尼计算方法;基于服役状态,计算轴承转子系统时变位移和摩擦力矩,结合JONES的高速球轴承动力学模型建立非线性多因...     

直升机用双速传动系统高速挡动力学建模与特性分析

直升机采用双速传动系统可以提高其机动性和燃油经济性.针对双速传动系统高速挡,采取集中参数法建立了双速传动系统高速挡六自由度动力学模型,并运用龙格-库塔法对该非线性系统进行数值求解.研究了摩擦离合器的静摩擦系数和摩擦梯度对摩擦离合器接合特性、传扭特性以及齿轮传扭特性的影响.研究结果表明,负摩擦梯度导致系统失稳;增加静摩擦...     

离合器接合过程中的汽车传动系扭转振动分析

文章在分析车辆最常用的膜片弹簧摩擦离合器接合过程的基础上,建立汽车传动系的扭转振动的力学分析方程;结合实际车型,分析了车辆的固有频率、扭振响应、刚度参数对固有频率的灵敏度。为进一步分析车辆磨擦离合器接合阶段传动系的各个部分的参数对扭转振动的影响、降低起步阶段的噪声、改进传动系扭振性能具有一定的意义。     

摩擦制动器温度场的研究现状和展望

对摩擦制动器温度场及摩擦副之间热分配机制、制动过程的能量转换现象、温度场求解方式、表面摩擦温度模型、温度和磨损的关系、热弹性不稳定问题、表面接触模型、热生成模型、表面氧化膜对摩擦系数的影响等问题的研究现状进行了综述和评价,最后展望了摩擦制动器温度场的研究方向.