Simulation analysis on influential factors of stick-slip

In this paper a new physical model for studying stick-slip is established. Based on the dynamics system of the model,the state equation of the system is presented. And simulation analysis on the influential factors of stick-slip is carried out. The relationship between stiffness ( horizontal and normal) ,dampness,mass, difference of static and kinetic coefficients of friction,driving velocity,and amplitude in normal direction is analyzed and parameters of stick-slip are evaluated. Results show that stick-slip can be reduced by improving horizontal stiffness,decreasing dampness,reducing mass,cutting down the difference of static and kinetic coefficients of friction,properly choosing the vertical stiffness and properly inducting the normal oscillation.     

金属—橡胶硫化粘接复合体剥离破坏行为的研究

本文分析了对橡胶分子链特性、部分交联弹性聚合物材料的粘弹行为及金属──橡胶硫化粘接体剥离过程中聚合物分子链的应力分布状况和剥离破坏模型，认为粘着一滑动（Stick—slip）模型剥离破坏并非是橡胶类材料的固有特征，而是由于金属──橡胶硫化粘接过程中的分子取向交联和部分交联弹性材料多个凯尔文（Kelvin）模型粘弹行为的综合结果．同时指出单从剥离试验的结果难以表征金属——橡胶硫化粘接复合作的粘接效果．     

近钻头旋扭冲击器结构设计与试验

PDC钻头在深井高硬度、研磨性较强的地层钻进时会出现蹩钻、跳钻现象,从而导致钻头机械钻速低、进尺少、经济效益差等问题。为提高钻头机械钻速,克服深井高硬地层普遍存在的粘滑现象,开展了近钻头旋扭冲击器设计研究工作。结合流体力学对工具进行结构优化设计,通过建立三维模型,运用模拟软件对工具结构流场进行有限元仿真分析,确定了工具结构参数。试制样机开展室内及现场的性能测试,样机各项功能正常,达到设计指标,满足现场应用要求。可为后期现场应用及工具的进一步优化改进提供借鉴。     

一种单构件双运动机理微小型机器人移动机构

传统微小型机器人的移动机构难以同时满足对高移动速度和高分辨力的需求,而宏微双重移动机构通 常存在结构复杂的缺点．针对这一问题,提出一种单构件双运动机理移动机构．该机构具有双重运动机理,即非谐 振条件下的粘滑运动机理和谐振条件下的碰撞运动机理,分别用于实现较高的运动分辨力和较高的运动速度．实验 结果表明,原理样机在前进与后退方向的运动分辨力分别可以达到0.896 mm 和0.456 mm,在10V 电压驱动下运动 速度可达172 mm/s．该机构结构简单,易于微小型化与批量制造,同时具有较高的运动速度与运动分辨力,可以提 高微小型机器人的运动性能．     

基于粘滑理论的断层冲击地压发生机理研究

冲击地压是目前我国煤矿开采发生的主要动力灾害之一,并常发生在断层、褶曲和煤层变化带等构造异常区域,给矿井造成严重的破坏后果。针对断层冲击地压频繁发生的情况,采用相似模拟和数值模拟的方法,对断层冲击地压发生过程及其应力场演化规律进行了研究;并基于"粘滑理论",从力学的角度对断层冲击地压发生机制进行了阐释。研究结果表明:工作面接近断层时,断层冲击地压的发生过程可分为"起始活化"—"剧烈活化—"冲击显现"三个阶段;开采活动引起了覆岩破坏,导致裂隙带向断层扩展,断层应力场受到扰动,从而诱发了断层冲击地压;采动影响使得断层带应力场呈现应力比先减小后增大的变化规律,当应力比达到极值时,断层错动失稳;开采扰动导致断层开始粘滑的临界剪应力值降低,使得断层剪应力更易达到该阈值,是断层冲击地压的根本原因。     

双压电片振子精密载物工作台研究

利用两端固支的双压电晶片在电场作用下可弯曲变形,且有中心区域变形量大的特点,并研制了一种简单的基于粘-滑(stick-slip)原理的步进式载物工作台实验装置。该装置结构简单,可在工作平面实现二维移动。进一步分析了该装置的结构特点和作用机理,并进行了初步实验研究。通过实验测试表明,此装置具有较好的承载能力和运动稳定性,可望在位移分辨率为微米、亚微米级但方向性要求不高的场合作为载物台使用,如在显微镜下观测样本、运送微小零部件至装配线等。     

丝鸣中粘滑振动的理论分析

本文对丝鸣的粘滑振动进行了理论分析,建立了丝鸣波动方程和粘滑振动方程,并由此确认:1.粘滑周期可由所导出的理论方程予以预测,其实验值和理论值基本吻合.2.其滑动周期、滑动位移与弦长成正比,平均滑动速度与弦长无关,而粘附周期则与驱动速度成反比.3.产生粘滑运动的临界条件应该是μ_1-μ_k>0.     

环境湿度下硅材料表面的黏着与黏滑机理

首先采用湿法刻蚀处理硅110面，得到按一定规律排列的圆形、三角形凹坑修饰硅表面；然后在自行开发的微摩擦黏着实验机上，对光滑硅表面和凹坑修饰硅表面在湿度环境下的黏着和摩擦性能进行了测试，发现经过规则形貌修饰的硅表面可以明显地降低由于毛细作用引起的黏着．摩擦力测试中光滑硅表面在湿度超过70％后有明显的黏滑现象，而经过修饰的硅表面对黏滑有抑制作用．在此基础上，从硅表面液桥形成及断裂的角度探讨了环境湿度对黏着与黏滑的作用机理，建立了球面接触模式下不同湿度下的黏着力（pull-off force）与黏滑峰值力的计算模型与公式，并结合实验结果进一步改善了计算模型．可为控制硅袁面的毛细黏着与黏滑提供模型依据．     

摩擦动力系统中两种非光滑现象及其算法研究

摩擦引起的振动在很多工业应用中都是很严重的问题,因此是目前国内外普遍关注的问题之一。讨论摩擦动力系统中的两类非光滑现象:stick-slip运动和碰摩现象,并对其进行比较细致的描述。采用事件驱动方法对实例进行数值分析,并与其他通用数值方法进行比较。结果指出采用方法的优越性。     

ON THE SPATIAL AND TEMPORAL BEHAVIOR IN LINEAR THERMOELASTICITY OF MATERIALS WITH VOIDS

The present article studies the spatial and temporal behavior of the solutions to the initial boundary value problems associated with the linear theory of thermoelastic materials with voids. The spatial behavior is described by spatial estimates of Saint-Venant type (for bounded bodies) and Phragmén-Lindelöf type (for unbounded bodies) with time-dependent and time-independent rates. Some appropriate time-weighted integral measures are used. The temporal behavior is studied using the Cesaro means of various parts of the total energy. The relations describing the asymptotic behavior of the Cesaro means are established.