双粗糙面滑动过程摩擦因数的变化分析

采用W-M函数建立具有分形特征的三维双粗糙面接触模型,考虑了接触界面间的黏着效应,在滑动速度、法向载荷及界面剪切强度等参数变化下,运用有限元方法探讨了粗糙体在滑动过程中摩擦因数的变化情况。结果显示,滑动速度、法向载荷及界面剪切强度等参数对摩擦因数的变化有一定的影响,边界润滑工况下平均摩擦因数为0.28,无润滑工况下平均摩擦因数为0.713,最大界面剪切强度时的平均摩擦因数为0.73;随着界面剪切强度的减小、法向载荷的增大、滑动速度的增加,滑动摩擦因数有所减小。与相关文献结论或实验结果进行比较,证明了上述结果的正确性。分析结果可为摩擦学设计和摩擦材料的制备提供理论参考。     

粘着与速度对滑动摩擦变形影响的研究

研究了在不同剪切强度和滑动速度参数下,两粗糙面间滑动过程中对等效塑性应变、y向和x向变形的影响。随着界面剪切强度增加,等效塑性应变的分布由良好对称转变成沿接触界面与滑动反方向扩大。在滑动中,界面剪切强度和滑动速度都影响y向和x向变形。随着滑动速度的减小,粗糙表面的变形越大黏着效应越明显。     

二维粗糙表面滑动摩擦的研究

能源接近一半消耗在摩擦上,摩擦引起的磨损为主要的机械零件失效方式,通过对摩擦和磨损机理的研究能有效地延长机械零部件的使用寿命。通过对建立的二维双粗糙弹塑性分形模型的实例分析,分析界面剪切强度和法向载荷对磨损率和平均摩擦系数的影响。界面剪切强度增加,磨损率增加较快。随着界面剪切强度的增加平均摩擦系数增加;当界面剪切强度较小时,随着法向载荷的增加平均摩擦系数增加,当界面剪切强度较大时,随着法向载荷的增大,平均摩擦系数先减小后又逐渐增大。     

双粗糙表面滑动过程不同条件对Z向速度的影响分析

采用W-M函数建立具有分形特征的三维双粗糙面接触模型,在滑动速度、法向载荷及界面剪切强度等各种因素的相互作用下,动态探讨了粗糙体在滑动过程中的摩擦磨损情况。运用有限元方法对滑动过程进行模拟仿真,对Z向速度在各种因素作用下的变化规律进行分析,结果显示滑动速度较小情况下,Z向速度振幅较小;较小法向载荷情况下,Z向速度的振幅较大;界面剪切强度较小情况下,Z向速度的振幅较大。从功率谱看,较小界面剪切强度下摩擦振动变化比较强烈,而相应的所需要能量比较小。将这些结果与相关文献或实验进行比较,得出模拟仿真的合理性,同时通过研究法向载荷、滑动速度、界面剪切强度等工况参数对摩擦振动的影响,以期为摩擦学设计和摩擦材料的制备提供理论参考。     

双粗糙面滑动过程考虑黏着时的摩擦学性能分析

建立了二维双粗糙体分形表面的接触模型,在固定滑动速度工况下考虑材料的磨损失效,针对是否考虑接触过程中的黏着因素,动态探讨了粗糙体在滑动过程中的摩擦磨损变化情况。运用有限元方法对滑动过程的摩擦磨损进行模拟仿真,得出考虑黏着因素的界面剪切强度τ=σy/3(σy为材料的屈服应力)时的摩擦因数平均值为0.48;对滑动过程是否考虑黏着因素的磨损率及振动情况进行分析比较,引入快速傅里叶函数对摩擦振动进行变换得到功率谱,结果发现,考虑黏着因素的情况下,相应的磨损率较大,功率谱低频成分较多,振动相对比较平缓,所需要的能量也相应比较大。将模拟仿真结果与实验进行比较,验证了模拟仿真的合理性,也加深了对摩擦磨损过程物理图像的理解。     

滑动摩擦过程中接触力的研究

在接触面上接触力对材料的破坏起着决定性作用,有必要研究接触力的变化情况。研究了滑动摩擦过程中,不同的界面剪切强度、不同的法向载荷与不同滑动速度对粗糙面的接触力影响,研究表明随着界面剪切强度增加,粗糙表面间有向上的拉力,随着法向载荷的增大,平均切向接触力的增长速率加快。在润滑条件相同时,滑动速度存在最佳值使平均滑动阻力最小。     

考虑摩擦的球面切向接触刚度分形模型研究

为准确且方便地计算两球面的切向接触刚度（TCS）,在前期对两球面接触分形模型研究的基础上,通过引入考虑摩擦因素的弹塑性变形临界面积计算公式,并基于接触面切向刚度基本理论,建立了考虑摩擦因素的两球面切向接触刚度的分形模型。对模型进行了仿真分析,结果表明：切向接触刚度与法向载荷成正比关系;摩擦因数与切向接触刚度的关系因分形维数的变化而呈现出不同的规律;受到分形维数变化的影响,切向接触刚度随接触面材料特性参数和分形粗糙度幅值的增大而增大;在一定工况下,切向接触刚度在分形维数取1.5时达到最大,且当分形维数在1.5左右时,其值增大最快;球面内接触比外接触时的切向刚度大;随着曲率半径的增大,切向刚度增大。研究结果为后续开展高副结合面（如轴承等）润滑及动力学分析提供了理论基础。     

界面摩擦过程黏滑行为特征研究

通过建立界面摩擦系统动力学模型,并利用原子力显微镜测试云母、石英以及单晶硅片界面摩擦条件下的黏滑行为特征,探讨摩擦系统内外因素对黏滑频率、幅值的影响。结果表明:同一实验条件下,不同材料的黏滑频率与黏滑波动幅值不同;缓慢滑动时,黏滑的频率主要取决于表面势场的频率,波动幅值取决于表面势场强度,随着滑动速度逐渐增大,黏滑频率同时取决于表面势场频率和探针系统的固有频率,波动幅值取决于表面势场强度和探针系统结构;滑动速度较大时,黏滑频率及波动幅值主要取决于探针系统,且随着滑动速度增大,波动幅值逐渐减小。     

水介质条件下轮轨黏着特性研究

以Carter二维滚滚接触理论和粗糙面间的稳态部分弹流理论为基础,在考虑轮轨接触表面有相对滑动情况下,应用数值分析方法对水介质条件下轮轨黏着特性进行研究,研究滚动速度、轴重对黏着的影响。研究发现:在水介质条件下,轮轨接触区的区域要比干接触时大,流体动压入口约在Hertz接触半宽的2倍处;相同轴重条件下,随着滚动速度增大,流体动压力值增大,而相应的微凸峰接触压力值减小,导致其与总压力的比值减小,引起轮轨之间的黏着系数下降;相同速度条件下,随着轴重的增大,微凸峰接触压力与总压力的比值增大,引起轮轨之间的黏着系数增大。     

考虑硬度变化的结合面法向接触刚度分形模型*

基于分形几何理论,考虑微凸体因应变硬化而造成弹塑性变形阶段硬度随变形量变化而变化,建立结合面第一、第二弹塑性变形阶段单次加载刚度分形模型。推导出在计入硬度变化的情况下,单个微凸体在弹塑性变形阶段法向接触刚度与接触面积之间的关系式,进而得出结合面在弹塑性变形阶段法向接触刚度与接触面积、接触载荷之间量纲为一的关系式,并通过仿真分析得出相关参数对结合面法向接触刚度的影响。仿真结果显示:考虑硬度变化时,结合面量纲一法向接触刚度的值与法向实际接触载荷、实际接触面积之间存在关系;结合面法向接触刚度随着分形维数D的增大而增大;分形维数一定时,结合面法向接触刚度随表面长度尺度参数G值增大而增大。     

激光测定行星滚动机构滑差的方法

提出利用激光测定行星滚动摩擦副间滑差的方法及其计算。测量容易，计算简单，精度高。该方法能广泛应用于测量各种行星滚动机构摩擦副间的滑差，特别适用于空间受到限制时滑差的测量。     

摩擦轮传动中滑动问题及其对传动比的影响

对摩擦轮传动中的滑动现象进行研究。介绍弹性滑动和几何滑动现象的机理,并以无级变速摩擦轮机构为例,分析和计算了两对摩擦轮接触处的弹性滑动和几何滑动对无级变速摩擦轮机构传动比的影响,提出了无级变速摩擦轮机构传动比及输出扭矩的计算公式。     

摩擦系数影响摩擦噪声发生的机理研究

结合摩擦系数测量和磨痕表面形貌的观察，认为摩擦力的波动成分是引发摩擦噪声的主要机理。对于往复滑动过程，在摩擦系数一往复循环次数的关系图上一般有一个驼峰状的变化。应用Suh的理论，说明了在摩擦系数的驼峰状上升沿靠顶部的地方既是摩擦力接近最大值，又是摩擦力波动最激烈的地方，因而在这地方很容易出现摩擦噪声。     

Buck型变换器滑模控制技术及其发展综述

介绍了滑模控制技术的基本概念.以Buck型变换器为例,对包括变频滑模控制技术和定频滑模控制技术在内的滑模控制技术作了综合论述.运用相平面法形象地描述了滑模运动,并采用映射法把三维轨迹化为两维情况,简化了分析过程.最后预测了滑模控制技术的发展趋势及今后研究的重点问题.     

Effect of Sliding Direction on EHL Film Shape Under High Sliding Conditions

It is well known that a sliding speed influences a lubricant film thickness of elastohydrodynamic rolling–sliding contacts significantly. The effect of sliding is described quite well for unidirectional rolling and sliding; however, there are a limited number of papers dealing with sliding in different directions. This study describes how the sliding direction influences elastohydrodynamic film shape under high sliding conditions. An optical ball-on-disc tribometer together with thin-film colorimetric interferometry method is used for a film thickness measurement. The results show that the sliding direction influences lubricant film shape and the effect is connected with dimple phenomena. The temperature–viscosity wedge effect is discussed as a possible mechanism. The results are important for a film thickness prediction under high sliding conditions and provide experimental evidence for an extension of elastohydrodynamic lubrication (EHL) theory.     

Second-order sliding mode control with experimental application

In this article, a second-order sliding mode control (2-SMC) is proposed for second-order uncertain plants using equivalent control approach to improve the performance of control systems. A Proportional + Integral + Derivative (PID) sliding surface is used for the sliding mode. The sliding mode control law is derived using direct Lyapunov stability approach and asymptotic stability is proved theoretically. The performance of the closed-loop system is analysed through an experimental application to an electromechanical plant to show the feasibility and effectiveness of the proposed second-order sliding mode control and factors involved in the design. The second-order plant parameters are experimentally determined using input-output measured data. The results of the experimental application are presented to make a quantitative comparison with the traditional (first-order) sliding mode control (SMC) and PID control. It is demonstrated that the proposed 2-SMC system improves the performance of the closed-loop system with better tracking specifications in the case of external disturbances, better behavior of the output and faster convergence of the sliding surface while maintaining the stability.     

基于有限元的滑动摩擦副温度影响因素分析

滑动摩擦副接触区的温度升高是造成摩擦副发生粘着而影响运动的重要因素，而滑动摩擦副的温度受很多因素的影响，利用有限元软件分析这些因素对温度的影响趋势，为工程上解决粘着问题提供了一定的理论依据。     

干摩擦下速度与载荷对AISI 1045钢磨损行为的影响

为探讨AISI 1045钢的切削、磨削加工过程中材料的磨损机制随加工参数的变化规律,采用CFT-1型多功能材料表面综合性能测试仪对AISI 1045钢进行干摩擦磨损实验,研究干摩擦条件下不同摩擦速度、不同载荷对AISI1045钢磨损行为的影响,并用扫描电子显微镜(SEM)及能谱仪(EDS)对磨痕表面进行分析。结果表明:随着摩擦速度增大,AISI 1045钢的摩擦因数显著减小,磨痕深度先增加后减少,磨损机制由黏着磨损、磨粒磨损与轻微氧化磨损共同作用转变为氧化磨损、磨粒磨损和局部疲劳剥落;随着载荷增大,摩擦因数均值变化不大,磨痕深度依次增加,磨损机制由轻微黏着磨损和磨粒磨损转变为黏着磨损、磨粒磨损和轻微氧化磨损的共同作用。     

不同类型基础油单向和往复滑动时摩擦因数比较

以150SN、150N、PAO6和季戊四醇酯为例,采用 MM-1P 摩擦磨损试验机和 PLINT 试验机,分别测试4类基础油在单向和往复滑动下的摩擦因数,为润滑油产品选择相应摩擦特性的基础油提供依据。试验结果表明：单向滑动时Ⅱ类基础油150N 和Ⅳ类基础油 PAO6的摩擦因数随负荷的增加而增大,Ⅰ类基础油150SN 和Ⅴ类基础油季戊四醇酯的摩擦因数随负荷的增加而减小;往复滑动时摩擦因数的最大值和稳态平均值按 PAO6、150N、150SN、季戊四醇酯的顺序依次降低。     

三相活齿泵的理论研究

根据活齿传动原理与活齿泵的工作原理,提出了三相活齿泵的结构原理,推导出了中心轮的齿廓曲线方程,验证了激波器所受的径向液压力完全平衡,分析了三相活齿泵定量与变量形式的流量特性.研究表明,该活齿泵受力对称,液压力平衡,消除了轴承的磨损,流量大,泄漏小,效率高,提高了泵的工作压力,是一种双向泵和变量泵,从理论上讲可以作为液压马达.