橡胶点接触摩擦规律的研究

由于橡胶磨损机理与摩擦机理之间密切相关,因此,对橡胶摩擦机理及其规律的了解将有助于深入了解橡胶磨损机理。在运用高分子材料粘弹性理论对橡胶在点接触下摩擦机理和规律研究后发现;橡胶点接触时摩擦机理是撕裂;摩擦力随时间周期性变化;摩擦系数随压头锥角和法向载荷增大而减小。     

线接触条件下微动摩擦特性的研究

通过试验研究了线接触微动摩擦特性。研究表明：线接触微动摩擦因数变化与点接触形式相同；位移幅值在部分滑移区时，表面粗糙度对表面磨损有影响。磨痕分析表明，承载区域接触不均匀，存在虚接触区域，其大小与表面粗糙度有关，而接触区域没有不磨损的粘着区，不同于点接触形式。     

线接触弹流摩擦副的动特性研究

基于机械振动学和弹流润滑理论,将弹流油膜简化为弹簧阻尼,建立了线接触摩擦副的摩擦学、动力学耦合模型,用数值方法求解了摩擦副的振动响应,通过简谐激励下系统的阻尼环求得摩擦副的刚度和阻尼,分析了载荷、速度对摩擦副动力学特性的影响.结果 表明:弹流油膜具有显著的刚度、阻尼特征;弹流状态下,当速度一定时,摩擦副的刚度、阻尼随载...     

表面润湿性对橡胶滑动接触界面摩擦特性的影响

针对橡胶滑动接触界面,利用自主研制开发的光学原位观测线性往复式摩擦试验机,通过控制蒸馏水与添加剂的配比,对不同润湿性液体润滑条件下的橡胶滑动摩擦过程进行了试验性探究,在此基础之上建立了固-液接触角与橡胶滑动摩擦因数之间的关联性,以期从微观界面润湿的角度解释湿滑条件下橡胶滑动摩擦因数变化的原因。研究表明:当润滑液进入橡胶滑动接触界面时,橡胶的黏滞效应大幅度降低,导致摩擦因数出现断崖式下跌,稳态摩擦因数减小;随着添加剂配比的降低,固-液接触角逐渐增大,润滑液在固体表面上的铺展与润湿性变差,润滑作用减弱,稳态摩擦因数逐渐增大。另外试验结果分析表明,固-液接触角与稳态滑动摩擦因数具有一定的线性相关性(R~2≈0.92),摩擦因数随着接触角的增大而增大。     

圆弧接触线回转体摩擦传动运动学研究

针对摩擦传动中的滑动问题，在对圆弧接触线回转体摩擦传动运动学研究的基础上，以曲轴圆角滚压加工为实例，分析了圆弧接触线回转体摩擦传动中减小滑动的方法和思路，避免了求解滑动率这一难点问题。还为曲轴滚压加工中滚刀参数及滚压工艺参数的合理设计提供了优化方法。     

干气密封间歇性接触摩擦研究

在分析干气密封结构和安装特点的基础上,建立了干气密封接触摩擦模型。利用傅里叶级数分析并绘制干气密封接触摩擦运行曲线。将其与实际的端面间隙图对比验证了模型的正确性,并提出减小接触摩擦的途径,为进一步的研究做准备。     

橡胶点接触条件下摩擦过程的分析

通过对橡胶点接触摩擦过程进行动力学分析,发现针在向前运动时,在法线方向作简谐振动,从而造成橡胶点接触摩擦过程中出现均匀分布的凹坑现象以及摩擦阻力的周期性变化.     

120～170 km/h条件下碳滑板/铜接触线摩擦磨损性能试验研究

在环-块式高速摩擦磨损试验机上,试验研究电流I=100～300 A、滑动速度v=120～170 km/h和法向载荷Fn=100～200 N条件下纯碳滑板/铜接触线的摩擦磨损性能.结果表明:无电流时,碳滑板磨损率很低,一般不超过0.001 4 g/km,但摩擦因数较高,一般在0.30以上.加入电流后,碳滑板的磨损率明显增加,达到无电流时磨损率的10倍多;而摩擦因数明显降低,一般在0.24～0.30间波动.观察碳滑板磨损形貌发现,无电流时磨痕面积较小,随着电流的增加磨痕面积不断增大;且磨损面出现电弧烧蚀的黑色流线和麻点.滑动速度、法向载荷对碳滑板摩擦磨损性能影响较小,而电流作用引起的高温磨损和电弧烧蚀是导致碳滑板材料磨损加剧的主要因素.     

封隔器胶筒大变形摩擦接触的有限元分析

关于封隔器胶筒接触压力的求解，目前文献所给出的计算公式均没有考虑摩擦因数对封隔器胶筒接触压力的影响，而摩擦因数对接触压力有较明显的影响。针对胶筒与套管之间的粘-滑摩擦接触问题，采用罚函数技术，结合橡胶大变形问题的增量分析过程，给出解决封隔器胶筒摩擦接触问题的数值方法，并在此基础上对胶筒与套管之间的摩擦接触进行有限元分析。计算结果表明，采用大变形非线性粘弹性理论和接触摩擦描述的有限元模拟技术，可以比较准确地模拟摩擦因数对封隔器胶筒接触压力的影响，所得的结果比经典理论公式的分析结果的精度更高，具有理论价值和工程应用价值，可为胶筒的优化设计提供一定的依据。     

水润滑橡胶轴承的摩擦磨损特性及机理研究

以含沙量不同的自来水为润滑介质，用MPV-200型摩擦磨损试验机分别研究了载荷、速度、运行时间等对水润滑橡胶轴承的摩擦系数和磨损率的影响，得出橡胶轴承在不同水质，不同工况下的摩擦学特性，并对作用机理进行了系统的分析，为水润滑橡胶轴承的实际应用提供理论依据。     

Hybrid Atomistic/Continuum Study of Contact and Friction Between Rough Solids

A hybrid simulation method is used to study the effect of atomic structure and self-affine roughness on non-adhesive contact and friction between two-dimensional surfaces. Rough-on-flat and rough-on-rough contact are compared as a function of system size up to several micrometers. In order to contrast elastic and plastic behavior, interactions within the deformable substrate are either harmonic or Lennard-Jones. The ratio of lattice constants in the solids is varied to examine the effect of commensurability. In all cases the true area of contact rises linearly with load, but the slope is much larger than expected from continuum calculations. These calculations considered a continuous distribution of surface heights that is appropriate for large scales, rather than the discrete height distribution of the crystalline surfaces used here. The ratio of contact area to load depends on the ratio of lattice constants in the solids and varies with system size in small systems that deform plastically. While some dislocations are observed, plasticity is dominated by an asperity flattening mechanism where surface atoms are displaced into a lower layer. The kinetic friction rises linearly with load and is independent of system size, as predicted by Amontons’s laws. Variations in friction with commensurability are smaller for rough surfaces than for flat surfaces, because most of the contact area is in small patches. Asperity flattening increases patch sizes and thus the effect of commensurability on friction. Rough-on-rough contact leads to additional friction associated with the local slope of the contacting regions.

可伸长橡胶履带接触建模及连接算法研究

为有效预测可伸长橡胶履带系统性能,研究了履带-轮-地面之间的相互接触问题,开发了一种橡胶履带连接算法,提出了履带张力的计算方法,建立了履带与负重轮、驱动轮、导向轮以及地面间的相互接触模型,分析了车辆沉陷、履带下的接地压力分布、剪切位移和剪切应力,并在干沙和粘土两种土壤以及半圆形和波形两种构形路面条件下进行了算例仿真分析。仿真结果表明采用新的履带连接算法建立的接触模型可以合理预测橡胶履带长度变化。研究结果为进一步预测和改善橡胶履带系统动力学性能提供了有益参考。     

基于分形理论的滑动摩擦表面接触力学模型

依据分形理论,考虑微凸体变形特征及摩擦作用的影响建立滑动摩擦表面接触力学模型。采用一个三次多项式来表达弹塑性变形微凸体的接触压力与接触面积的关系,从而满足在变形状态转变临界点处的微凸体接触面积与接触压力转化皆是连续和光滑的条件。推导出滑动摩擦表面临界弹性变形微接触面积、临界塑性变形微接触面积、量纲一真实接触面积的数学表达式。理论计算结果表明,表面形貌一定时,真实接触面积随着载荷的增大而增大;载荷一定时,真实接触面积随着特征尺度系数的增大而减小,随着分形维数的增大先增大后减小;当表面较粗糙时,摩擦因数对真实接触面积的影响很小;随着表面光滑程度的增大,摩擦因数对真实接触面积的影响增大,真实接触面积随着摩擦因数的增大而增大,特别是当摩擦因数较大时,真实接触面积增大的幅度也较大。接触力学模型的建立,为研究滑动摩擦表面间的摩擦磨损性能提供了依据。     

三维边界元法解摩擦型弹性接触问题

基于工程需要,将三维边界元法用于解摩擦型弹性接触问题。在考虑摩擦作用的情况下,于接触区建立局部坐标系,引入边界接触条件,并使用等参单元离散边界,使单元形状与物体边界更好地贴合,最后针对接触问题的非线性特性,讨论了它的增量迭代求解过程。算例表明,在此提出的数值方法是精确有效的。     

水润滑橡胶轴承研究进展

对当前水润滑橡胶轴承的发展现状及存在的问题进行了深入剖析,并针对存在的问题进行了一些理论分析和实验研究工作。     

八纵向沟水润滑橡胶轴承润滑性能研究

水润滑橡胶轴承是水下最适宜的轴承之一,笔对潜水泵上常用的八纵向沟水润滑橡胶轴承,在水润滑条件下的润滑机理进行了实验研究,根据实验结果剖析了影响摩擦系数的主要因素及其影响规律,并据此提出了一组实用设计参数。     

水润滑橡胶轴承的摩擦学性能研究

对水润滑橡胶轴承的干摩擦和水润滑摩擦机理进行了研究，指出了橡胶在的摩擦力来源，分析了干摩擦和水润滑下橡胶在的摩擦系数公式。并用实验对影响水润滑橡胶轴承摩擦系数的一些因素进行了分析，得到了一些颅有价值的结论。