含间隙隔膜泵曲柄滑块机构动力学研究

采用二状态模型,考虑了运动副元素接触表面的线弹性变形和阻尼,建立了含间隙隔膜泵曲柄滑块机构的动力学模型,并调用Matlab中的ode45对动力学模型进行数值仿真,得出运动副间隙对机构动态特性的影响,指出由于存在间隙,运动副元件在初始阶段会产生猛烈的冲击和碰撞.     

隔膜泵连杆与滑块连接松动动力学建模与分析

主要研究了隔膜泵曲柄滑块机构连杆小头与滑块连接副松动的非线性特性.将连接松动按照磨损故障来考虑,采用接触-分离二状态接触力模型,考虑了运动副元素接触表面的线弹性变形和阻尼,建立了相应的动力学模型.通过数值仿真,研究了曲柄不同转速下的动态响应,同时为往复机械的磨损动力学分析提供了有参考价值的结论.     

考虑磨损含间隙曲柄滑块机构的动态特性研究

为得到准确的含间隙铰接机构的接触碰撞模型,在ADAMS中建立含间隙的曲柄滑块机构,以含间隙曲柄滑块机构运动副为对象分析其在考虑磨损情况下的动态特性。以接触一碰撞模型为基础,采用非线性等效弹簧阻尼模型,将用MATLAB处理过的数据和磨损函数嵌入到ADAMS模型中进行动力学仿真,并将得到的动态特性曲线进行分析。结果表明：磨损对间隙运动副的速度、加速度、接触碰撞力和力矩有很大的影响,同时,此种建模方法对建立准确的含间隙机构的模型有很大的参考意义。     

基于动力学特性的曲柄滑块机构滑道磨损研究

采用二状态模型,考虑了运动副元素接触表面的线弹性变形和阻尼,建立了存在磨损的隔膜泵曲柄滑块机构的动力学模型,并调用Matlab中的ode45对动力学模型进行数值仿真,得出移动副磨损对机构动态特性的影响,指出由于存在磨损,运动副元件会产生猛烈的冲击和碰撞。     

基于ADAMS的往复发动机敲缸故障仿真研究

基于多刚体系统动力学方法和非线性弹簧阻尼接触模型,在ADAMS中对含活塞-缸壁间磨损间隙的曲柄滑块机构进行动力学建模及动态仿真.研究该机构在考虑外载荷、构件惯性力、重力、材料接触刚度及阻尼等条件存在时,不同程度磨损下的活塞接触动力学响应,计算并比较了磨损间隙条件下的活塞侧推力、拍击力及活塞2阶运动特性参数等数据;阐明了运动副间隙引起活塞敲缸现象的发生机理.该工作为内燃机配缸间隙的选择、磨损间隙的故障诊断及振动控制提供了参考依据.     

含间隙平面连杆机构动态特性研究

采用非线性弹簧接触力和非线性阻尼描述了含间隙运动副副元素的碰撞接触过程,以此为基础建立了含间隙平面连杆机的动力学模型,通过大量的数值仿真,研究了运动副间隙对机构动态特性的影响及副元素的相对运动过程。首次指出了高速运转条件下,运动副副元素由于弹性变形而出现的连续变形接触现象。     

考虑杆件柔性的间隙机构系统磨损分析

基于机械系统动力学分析软件ADAMS建立了含多间隙曲柄滑块机构的动力学模型,利用冲击函数理论模拟间隙处的接触碰撞作用,详细研究了构件柔性和铰链间隙对机构系统动力学特性的影响,并应用Archard磨损模型对间隙运动副的磨损进行了预测。当考虑杆件柔性时,应用ANSYS程序创建连杆的有限元模型,取连杆的前五阶模态导入ADAMS中建立含柔性连杆的多间隙机构动力学模型并进行动力学仿真计算,结果发现,考虑杆件柔性时的间隙机构系统动态行为在很大程度上趋于理想机构,在曲柄转动一个周期的过程中间隙运动副除在几个特定的位置处发生了较大的碰撞外,轴销与轴套均保持连续接触,且预测所得的磨损量也较小。     

多间隙运动副平面连杆机构动态特性研究

采用非线性弹簧力和非线性阻尼描述含间隙运动副元素的碰撞接触过程，以此为基础建立了多间隙运动副平面连杆机构动力学模型；通过数值仿真研究了多间隙运动副对平面连杆机构动态特性的影响，进而讨论了在高速机构设计中应采取的设计方法；并首次指出了高速运转条件下，运动副元素由于弹性变形而存在的连续变形接触现象和多间隙运动副之间的相互影响特性。     

考虑铰链运动副间隙的机构运动可靠性分析模型

针对高速运动机构的特点,补充考虑铰链式运动副间隙的机构运动可靠性分析模型,并以曲柄滑块机构为例,应用非连续接触模型和连续接触模型,详尽分析运动副径向间隙和销轴位置的不确定性因素对机构运动可靠性的影响.     

考虑双间隙曲柄滑块机构动力学建模与分析

以曲柄滑块机构为例,考虑机构两处旋转副间隙,引入平面多体系统中转动副间隙描述的数学模型,采用修正混合非线性弹簧阻尼接触碰撞力模型分析运动副元素的碰撞特性,采用牛顿-欧拉法建立了曲柄滑块机构的运动学和动力学模型,使用数值仿真和ADAMS仿真分析对比其仿真结果,验证所建立模型的正确性,得出运动副间隙对机构动力学特性的影响特点。     

含间隙连杆机构非线性行为研究

分析了间隙铰接触的特点，指出线性弹簧阻尼模型不能满足接触边界条件并产生力突变；采用符合接触边界条件的非线性弹簧阻尼模型描述碰撞分离过程，建立了含间隙曲柄摇杆机构的动力学模型，对含间隙机构的非线性特性进行了分析和讨论，说明含间隙机构动力学行为中存在混沌现象。     

非线性接触模型在多间隙机构混沌分析中的应用

分析了含间隙运动副副元素的碰撞分离过程,指出线性弹簧阻尼模型不能满足接触边界条件并产生力突变;采用符合接触边界条件的非线性弹簧阻尼模型描述碰撞分离过程,并通过实例分析了模型积分求解方法;建立了多间隙曲柄摇杆机构的动力学模型,对含间隙机构的非线性特性进行了分析和讨论,说明多间隙机构动力学行为中存在混沌现象。     

二种锌铝合金润滑时摩擦磨损特性的研究

对二种锌铝合金ＺＡ－ＳｉＴ ＨＤＺＡ在２０号机油润滑条件下的摩擦磨损特性进行了研究。研究发现：该摩擦－润滑系统以边界润滑为主，且伴随有断续的、短暂的混合润滑或弹性流体润滑；磨擦磨损过程中存在着磨粒磨损、接触疲劳和粘着磨损３个磨损机制；二种锌合金在一定条件下具有优良的耐磨性能和减摩性能。研究结果还初步解释了这些试验现象。     

Mathematical model of friction and wear of polycrystalline solids

Thermodynamic analysis of the cyclic process of contact appearance and breaking in a closed system is used to develop a mathematical model of friction and wear of polycrystalline solids without lubrication and with boundary lubrication. When calculating friction in the case of boundary lubrication, it is assumed that the clearance in the contact is a microbearing with a mobile wall, while the adsorption is described by the Dubinin-Radushkevich equation. Because the physically sorbed molecules are not localized on the surface, the conditions of existence of the lubrication layer is the equality of its counterpressure to the normal pressure in each contact point. The counterpressure of the lubricating layer was found by integration of the Pointing equation describing the condition of equilibrium of two phases (the lubricating layer and the gas phase) coexisting under different pressures and at the same temperature. Comparison of the calculated and experimental results confirms the adequacy of the advanced model.     

Analysis of mixed lubrication mechanism in metal-on-metal hip joint replacements

A simple mixed lubrication model has been developed to predict the asperity contact and wear for the metal-on-metal bearing couple for total hip joint replacements. It has been shown that the femoral head radius has a large effect on the predicted asperity contact and wear depending on the lubrication regime. An increase in the femoral head radius can lead to an increase in wear under a predominantly boundary lubrication regime, but this trend can be reversed under a mixed lubrication regime towards fluid film lubrication. These observations are consistent with the recent experimental findings from hip simulator studies by Smith and co-workers.     

考虑不同加速工况的滑动轴承的启停性能分析*

滑动轴承的摩擦磨损主要发生在启停阶段。为了研究启停工况下的滑动轴承的摩擦学性能,建立一种面向径向滑动轴承的混合润滑数值分析模型。采用质量守恒边界条件的雷诺方程求解流体压力,采用Greenwood和Tripp接触模型预测固体表面接触,而通过Johnson载荷分配概念将润滑模型和接触模型联系起来,从而实现对滑动轴承在启停工况下从混合润滑过渡到动压润滑的摩擦学行为分析。利用该模型,研究轴承系统在启停阶段从边界润滑、混合润滑到动压润滑演化过程中的摩擦学性能;以径向滑动轴承系统为例,结合不同的轴承转速变化函数,分析轴承加速对轴承启停性能的影响;同时研究工作工况、润滑油温度、轴承的结构参数对轴承启停性能的影响。结果表明：轴承启动加速度在合理范围内越大越好,能使轴承更快进入动压润滑;较高的转速、较低的润滑油温度和较大的径向轴承间隙能使轴承拥有更好的启停性能。     

Effect of contact stress on friction and wear of ultra-high molecular weight polyethylene in total hip replacement

This paper studies the effect of contact stress on friction and wear of ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE) acetabular cups by means of friction and wear joint simulator testing under serum lubrication. For a given applied load, increasing the contact stress by increasing the ball/socket radial clearance decreased both the coefficient of friction and the wear rate. Friction and wear were highly correlated. The dependence of friction on contact stress for the UHMWPE socket under serum lubrication was similar to that of semi-crystalline polymers under dry sliding. This finding indicates the occurrence of partial dry contact at asperity levels for the metal-polyethylene ball-in-socket joint under serum lubrication.     

基于动力学特性的挖掘机工作装置端面摩擦副间隙磨损机理研究

机械动力装备中常因为作业工况恶劣导致关节端面摩擦副间隙处磨损严重,为了探讨关节端面摩擦副间隙处作业过程中磨损变化行为及作用机理,以某型号挖掘机为例,基于动力学模拟分析两种典型工况下得到动臂关节处动态载荷数据基础上,利用有限元数值模拟技术并修正Archard磨损模型计算得出端面摩擦副间隙处磨损深度与磨损次数的关系,在端面磨损试验机上验证两种工况下关节间隙处耐磨垫片磨损变化过程,在扫描电镜下观察磨损后的表面形貌分析磨损作用机理。结果表明：两种工况下,磨损区域均为环形区域;偏载工况磨损主要与接触应力值大小和偏载角度有关,磨损过程中表面产生锥刺凹坑和交叉犁沟等,磨损机制由疲劳磨损向黏着磨损转化,同时伴随有少量的磨粒磨损;满载启动回转工况磨损主要与接触碰撞程度有关,磨损形式主要为黏着磨损与磨粒磨损。此分析方法对工程机械行业分析其它动力装备关节摩擦副和工程应用具有较好的参考价值。     

多辊筒碾压机的轴封改造

针对多辊简碾压机压辊轴颈磨损严重的问题，对其进行了故障分析和改造。结果表明，通过选用强度优异的轴套作为摩擦副，缩减沟槽尺寸以增加轴套与轴颈的接触面长度，改善了摩擦副的润滑状况，减少了磨损，满足了生产需要。