圆形物体作纯滚动摩擦力方向的判断

介绍了圆形的匀质物体在平面或曲面上作纯滚动时，判断摩擦力方向的一种方法。     

圆环滚动时摩擦力的分析

滚动是实际中常见的一种运动形式,物体在滚动时摩擦力的分析是一个难点。以圆环为例,分析圆环在被看作刚体和变形体两种力学模型时在不同情况下的摩擦力,当圆环作为刚体受力和力偶同时作用在水平面上纯滚动时,用平面运动微分方程对摩擦力进行推导判定,该方法同样可适用于在斜面上滚动的物体。     

直线滚动导轨磨损退化对导轨参数的影响

为了研究直线滚动导轨磨损退化对导轨各参数的影响,考虑了每个滚珠的受力、变形和初始预紧力,推导和计算了与磨损退化有关的刚度退化模型、预紧力退化模型、接触角变化模型、摩擦力和摩擦因数模型、最大蠕滑率和临界载荷模型.直线滚动导轨滚珠与滚道的磨损伴随着直线导轨的刚度和预紧力产生退化.同时,上排和下排的滚珠接触角、临界载荷、摩擦因数、摩擦力、最大蠕滑率等参数也发生变化.以上参数对滚动导轨的性能具有重要意义,但这些参数很难直接通过试验测量得到.以国产某型号滚珠直线导轨为研究对象,对所建立的各模型进行仿真分析.结果表明:直线滚动导轨磨损退化对导轨各参数均有不同程度的影响,通过测量直线滚动导轨轨道的磨损可以有效预测导轨各参数的变化规律.     

刚体纯滚动时静摩擦力方向判定及其影响因素

针对理论力学教学中关于＂刚体纯滚动时静摩擦力方向＂的判断问题,首先通过归纳总结,提出两个简易判别方法.进而对影响刚体纯滚动时静摩擦力方向的因素进行分析,并按不同因素进行归纳总结其规律.     

基于Hertz接触理论的滚动直线导轨副静力学解析建模

为研究滚动直线导轨副的静力学特性,基于Hertz接触理论,从分析单个滚珠与沟槽的接触入手,在综合考虑滚动直线导轨副结构特点基础上建立静力学模型,并对其垂直方向刚度进行理论求解;然后运用CoFEM模型对该模型进行验证,进而分析不同外载荷及预紧力对滚动直线导轨副静力学特性的影响。结果表明:在不同外载荷作用下,滚动直线导轨副表现出分段非线性性质;增加预紧力可显著增加系统的刚度,从而提高系统稳定性。     

摩擦力起积极作用的正挤压试验研究

对摩擦力起积极作用的挤压工艺进行了试验研究．结果表明：与同样条件下常规挤压工艺相比，挤压力下降２０％左右，变形死区缩小，挤压件内部纤维改善．对摩擦力起积极作用的挤压工艺特征与变形机制也进行了分析．     

圆圈的回滚运动分析及运动时间研究

针对体育运动中圈的回滚问题,建立力学模型并求解。圆圈运动可分为带滑前滚、带滑后滚和无滑动滚动三个阶段。为保证回滚,圆圈的角速度必须按原来的方向转动,圈所受摩擦力方向由地面接触点的速度方向确定。圈的运动为合成运动,由质心运动定理列出加速度和角加速度的方程,积分后得到三阶段中角速度、质心速度、与地面接触点的速度和滚动路程随时间的变化规律。另外,给出总回滚时间表达式,并求出其极小值。最后将结论推广到其他圆形均质物体。     

考虑预紧力和接触角变化的直线滚动导轨副刚度建模与分析

为了求得任意外载荷对滚珠直线导轨副各个方向的变形量的影响,运用齐次变换矩阵建立了滚珠直线导轨副的接触刚度模型.该模型分析了滚珠直线导轨副在预紧力和接触角变化的情况下,不同列滚珠受载的弹性变形量的大小,分别得到了一定载荷下滚动导轨副沿垂直方向和水平横向上的变形量和绕3个正交轴旋转的偏转角.进而,得到滚动导轨副的垂直、水平横向2个方向上的线性刚度和3个方向的扭转刚度.对所建模型进行了仿真计算与分析,并与实际情况对比,找到了直线滚动导轨预紧力和接触角对其刚度的影响规律.     

浅析齿轮齿间摩擦力及其对轮齿齿廓的影响

本分析了齿轮齿间摩擦力的变化规律及其主、从动轮上摩擦力的方向．由于摩擦力的影响，高速齿轮机构和软齿面齿轮长期运行后，轮齿的齿廓不再保持渐开线的形状。     

基于Matlab的三叉杆滑块式万向联轴器的动力学分析

利用方向余弦矩阵工具,在三叉杆滑块式等角速万向联轴器运动学分析的基础上,计入摩擦力和惯性力,对该联轴器建立起动力学模型,进行了全面的受力分析。数值分析结果表明:各构件的受力按正弦规律或近似于正弦规律相对于输入轴转角呈周期性变化;摩擦系数对回转副和球面副中各力影响较大,对移动副中各力影响较小。     

滑动摩擦力的方向

根据力矢量在坐标轴上投影的性质与内涵,以及滑动摩擦的性质,通过两个实例,推出了滑动摩擦问题的求解规律,同时也澄清了一些基本概念.     

Molecular Dynamics Simulation on Friction and Thermal Propertiesof FCC Copper in Nanoscale Sliding Contacts

面心立方单晶铜纳观滑动接触摩擦性能与热特性的分子动力学研究

佟瑞庭¹,韩宾²,张涛³,权泽芬⁴,刘更¹

(1. 西北工业大学 陕西省机电传动与控制工程实验室,西安 710072;

2.江苏自动化研究所,江苏 连云港 222061;

3.中国运载火箭技术研究院,北京 100076;

4.上海飞机设计研究院,上海 200232)

摘要：

在纳观滑动接触过程中,粘着效应和粘着力占主导地位,导致滑动接触表现出很高的摩擦力。绝大部分的摩擦功转化为摩擦热,而摩擦热会使纳米材料变软,并进一步影响摩擦行为,因此研究纳观滑动接触的摩擦性能与热特性具有重要意义。本文建立一个刚性圆柱压头与一个弹性基体纳观滑动接触问题的分子动力学模型。研究了不同滑动速度和不同压头半径情况下,基体的热特性以及摩擦行为。结果表明：在低速滑动时,摩擦力的波动主要是材料的熔化-凝固造成的,而在高速滑动时,材料的熔化是摩擦力降低的主要原因。随着滑动速度的增大,平均摩擦力先升高后降低,而基体的平均温度随滑动速度的增大而升高。增大压头的半径使基体温度有很大的提升,但压头半径对摩擦力的提升效应与高温对摩擦力的降低作用相互耦合,使得摩擦力仅呈现出较小程度的提高。

关键词：分子动力学;摩擦性能;热特性;纳观滑动接触

     

土工真三轴试验双向微摩擦荷载传力板的研制与验证

真三轴仪是研究复杂应力状态下土体力学特性的理想仪器,但如何保持加载结构与土体之间无摩擦力且三个方向无干扰加载是真三轴仪研制的技术瓶颈。针对“刚柔复合型”真三轴仪中刚性加载板与试样之间的双向摩擦力问题,基于土体与加载板之间的接触由“整体接触变为分散式接触、滑动摩擦变为滚动摩擦”的减摩新方法,研制了土工真三轴试验双向微摩擦荷载传力板。详细介绍了该装置的结构原理和细部构造,通过大型直剪试验和数值计算论证了分散式接触代替整体式接触、滑动摩擦变为滚动摩擦的减摩措施效果。结果表明,1）试样与加载板之间的摩擦系数低至0.023,与传统减摩方法相比,摩擦系数可降低90%以上。2）与整体式接触相比,分散式接触可使试样3个方向的应力和变形更为均匀,并较大程度地降低试样与加载板之间的摩擦力。3）采用分散式滑块相互搭接并预留间隙方法满足随试样同步变形,实现了大变形条件下（竖向最大变形量90 mm,应变达15%）真三轴试验的三向无干扰独立加载。土工真三轴试验双向微摩擦荷载传力板的成功研制,有效消除了试样与加载板之间的界面摩阻力,使试样在接触面切线方向上可以自由双向变形,又实现大变形条件下三向加载互不干扰,破解了真三轴仪研制中的关键技术难题。     

刹车装置的动态摩擦力分析——加速度对刹车装置动态摩擦力的影响

加速度对动态摩擦力是有影响的,本文研究了滑动加速度对盘式刹车装置动态摩擦力的影响,并依据大量不同工况时的实验数据,首次分析了动态摩擦力—加速度关系,建立了一个动态摩擦力的模型。     

动滑动摩擦系数的一种计算方法

通过以一定法向压力平面接触的两物体之间的接触凸峰在动滑动摩擦过程中的物理变化和几何关系,揭示动滑动摩擦原理．建立动滑动摩擦系数的计算公式,计算结果表明与实验数值基本相符．     

边坡强度参数对于稳定性影响的极限平衡法分析

为了研究岩土体抗剪强度参数对边坡稳定性的影响,通过理论推导和Bishop极限平衡法计算,分别改变岩土体的粘结力c和内摩擦角,探讨边坡安全系数和滑动面的变化.结果表明：粘结力或内摩擦角改变时,边坡的安全系数将发生变化,而滑动面的变化受函数η-c的影响,η-c与粘结力和内摩擦角有关.当η-c为定值时,滑动面不随抗剪强度参数的变化而变化;当η-c增大时,边坡的滑动面从近坡面逐渐向边坡内部移动;反之,η-c减小时,边坡的滑动面从边坡内部向近坡面移动.研究结果为边坡稳定性分析的理论和实践研究提供了参考.     

基于ANSYS的滑动摩擦热结构耦合分析

利用ANSYS有限元软件分析了在摩擦热和力场的耦合作用下,材料摩擦表面滑动接触区的局部温度变化、应力变化等特性．结果表明：在摩擦滑移过程中,磨损表面相当于接受固定热源作用,接触区温度逐渐上升,温度存在起伏波动现象,温度最高点在接触面中线区域,温度从接触面向四周呈递减趋势,而且温度梯度越来越小;同时,接触应力、摩擦应力也发生变化．滑动过程的热效应问题研究将有助于揭示接触过程中材料表面磨损机理．     

高速滑坡活动强度的动力模拟

考虑到高速滑坡过程中的速度和变形的不均匀性、变形能的改变以及能量的损耗 ,提出一种可以模拟滑坡从失稳开始滑动到终止全过程的数值模型 ,可用来预测最大滑速和最大滑距及滑体形状的变化 .通过对天水锻压机床厂滑坡的滑速和滑距的验证及坡体形状的计算机模拟 ,证明了该方法的有效性 .结果表明 :滑坡形成高速的根本原因在于剧滑时综合摩阻力的下降 ,滑体后部在滑动过程中的较大重心落差是滑体高速运动的动力来源 ;在滑动的中间阶段 ,滑体经常呈现出整体运动的特征 ,而中前部土体在滑坡后则易处于松弛甚至拉伸的状态     

略论重力坝抗剪摩擦系数的选择

在我国,岩基上重力坝的抗滑稳定往,以往普遍采用不计及凝聚力的摩擦公式计算。抗剪摩擦系数(简称摩擦系数)值的大小,对重力坝工程的安全性与经济性的影响颇大。本文目地在于:1、论证我国重力坝的抗剪摩擦系数取值一般偏低,2、提出抗剪摩擦系数的推荐值供中小型重力坝工程设计中使用,以求降低工程造价。     

低周反复试验轴力加载装置的系统摩擦力

在柱、剪力墙等的低周反复加载试验中,与施加轴压力的竖向作动器相连的钢铰轴处或滑动导轨处存在的摩擦力会导致加载水平力的测量结果不同程度地较真实值偏高。通过试验和有限元计算,分析了该摩擦力的规律和量化取值。为了消除材料非线性并准确考虑几何非线性的影响,设计两个型钢柱进行了材料弹性状态下的低周反复试验,并在OpenSees平台上建立了能够准确计算二阶效应的有限元模型。根据试验测量结果、有限元分析结果对该试验的轴力加载装置引起的摩擦力进行计算,研究了摩擦系数的取值方法,并考察了摩擦力对柱试验结果的影响。研究结果表明：由轴力加载装置引起的摩擦力主要受轴压力值影响,柱顶位移的影响较小;随着轴压力增大,摩擦力增大、摩擦系数变小;最大摩擦力、最小摩擦系数均趋于较稳定的取值;对于轴压力为350~900 kN的钢筋混凝土柱,由该装置摩擦力引起的低周反复试验的柱顶水平力测量结果误差约为5~13 kN。