关于非金属—钢摩擦轮机构设计传动比之实现

由于传统的非金属-钢摩擦轮机构设计完全不计接触区摩擦轮半径的弹性变形,因此摩擦轮机构的实际传动比往往偏离设计值,本文运用弹力学理论,将接触区摩擦轮半径的弹性变形直接计入摩擦轮机构的实际中心距计算及实际传动比设计,从而提出有关传动比设计的“两次逼近法”。研究表明,利用该方法设计非金属-钢摩擦轮机构,可使其实际传动比达到设计值。     

小弹性模量非金属-钢摩擦轮机构传动比的两次逼近设计

一系列的研究表明，传统的小弹性模量非金属－钢摩擦轮机构设计完全不计接触区摩擦轮在半径方向的弹性变形，因此，部分非金属－钢摩擦轮机构实行传动比偏离设计值往往会达到不可忽视的程度。本文应用弹性力学理论，将非金属摩擦轮半径的弹性变形直接计入摩擦轮机构的实际传动比设计中，提出有关传动比设计的“两次逼近法”，计算及分析表明，利用该方法设计小弹性模量非金属－钢摩擦轮机构，可使其实际传动比十分逼近设计值。     

非金属—钢摩擦轮传动的实际传动比计算

运用弹性力学理论对接触区摩擦轮半径的弹性变形进行分析与计算,推导出一组适用非金属-钢摩擦轮传动实际传动比计算的方程组。与传统公式相比,该方程组表明,非金属-钢摩擦轮传动的传动比不仅与摩擦轮半径及弹性滑动系数有关,而且还随摩擦轮材料弹性模量、泊桑比、压紧力及摩擦轮宽等参数变化而改变。     

铸拉工艺中摩擦力的计算

从结晶器内表面光洁度的假设出发，通过计算铸件的热收缩、铸件表面的剪切强度，求出不同部位的摩擦应力，从而求得铸拉的摩擦力。     

铸拉工艺极限速度的计算

用结晶器壁内表面光洁度的假设，提出了处理结晶器、铸件有间隙接触问题的方法，避免了测定铸件表面温度或结晶器热流密度这一难题，建立了铸拉时的温度场，得到了铸件的温度分布、液穴形状及结晶器与铸件间间隙值与工艺参数的关系。同时，提出了一种新的摩擦计算模型，并求得了摩擦应力与间隙值、表面光洁度和铸件表面剪切强度之间的关系。然后根据限制铸拉速度的主要缺陷，即凝固壳断裂和冷隔，通过计算铸件截面承受的摩擦力、热应力和液穴形状，得到了铸拉工艺的极限速度，计算值与实测值吻合。     

喷砂表面处理控制滑动摩擦尖叫噪声

采用球—平面接触方式,对喷砂处理的制动盘蠕墨铸铁试样进行了滑动摩擦噪声试验,并与光滑表面样品试验对比。在对摩擦噪声特性和摩擦磨损特性进行综合分析的基础上,探讨控制滑动摩擦尖叫噪声触发和演变规律的关键界面因素,研究了喷砂表面对滑动摩擦尖叫噪声的影响及其机理。结果表明:喷砂处理表面能明显的抑制界面摩擦尖叫噪声的产生,且表面粗糙度越大,抑制尖叫噪声效果越明显,界面微凸体的分布和磨损情况对摩擦尖叫噪声的产生及演变具有关键的影响。该试验条件下摩擦尖叫噪声的产生主要归因于磨屑堆积、粘着剥落和犁沟等界面因素引起界面摩擦力剧烈波动,诱发了摩擦系统的自激振动。相比光滑表面,喷砂处理表面的微凸体接触磨损"平台"表面的磨屑堆积、粘着剥落和犁沟等现象较轻,引起摩擦力波动的能量较弱,产生的尖叫噪声强度较低。     

板料成形接触摩擦过程的有限元模拟技术研究

本文在分析了板料成形过程接触摩擦问题特点的基础上 ,提出了接触搜索、界面滑动约束、法向接触力以及摩擦力计算等问题的有限元模拟算法 ,建立了板料成形过程接触摩擦问题的有限元模拟模型 ,最后通过数值算例与飞机蒙皮拉形模拟试验结果的比较 ,验证了此模型计算精度及数值稳定性良好。     

圆柱体镦粗模型单元单位变形力及边界条件的比较分析

镦粗中接触表面的摩擦边界条件为库仑摩擦、最大摩擦力条件、常摩擦条件以及翁克索夫等提出的准确摩擦条件,本文将讨论各边界条件在理论求解圆柱体镦粗模型单元单位变形力中的应用,结论将有利于准确选择摩擦边界解题。     

薄板轧制的接触摩擦及其对轧制力的影响

借助非线性有限元软件Marc,采用弹塑性有限元方法对轧制力进行了模拟,模拟结果与实测值对比说明计算模型是精确可靠的。利用此模型,在压下量及其他条件不变情况下只改变接触摩擦,计算了接触摩擦的改变对轧制力的影响。得出了轧制力沿接触弧的分布、摩擦力沿接触弧的分布及接触摩擦与轧制力的关系等一些有意义的结果。     

金属塑性成形平均摩擦系数与接触压力的关系研究

介绍了在金属材料的相互滑动过程中平均摩擦系数与接触压力的关系，指出当材料表面的接触压力大到一定程度，其摩擦系数不再符合库仑摩擦定律，此时的摩擦系数不仅与接触表面的材质、表面形貌、润滑状态有关，而且与接触压力有关。摩擦系数随接触压力的增大而减少，当然此时的摩擦力随接触压力的增大而增大，但是摩擦力的增大速率小于接触压力的增大速率。金属材料的塑性成形工艺可以使用“平均摩擦系数”的概念，但是不应该使用库仑摩擦定律。     

棉纤维束与金属摩擦行为研究

目的 基于接触力学模型对棉纤维与不锈钢303摩擦辊摩擦行为进行研究。方法 采用自制绞盘式摩擦试验装置,从预加张力、粗糙度、摩擦速率和棉纤维束包角4个方面探究了棉纤维束与金属摩擦辊表面的摩擦行为,并建立棉纤维与粗糙峰接触模型对试验结果加以验证。结果 预加张力与摩擦力呈正相关,与摩擦因数呈负相关。摩擦力与摩擦因数随所选粗糙度的增大而减小。摩擦速率只对摩擦系统达到稳定的周期数有影响,对摩擦行为的影响较小,摩擦速率较小时,系统达到稳定所需周期更长。包络角度增大,摩擦力增大,摩擦因数变化较小,包络角度越小震荡越明显。结论 与摩擦速率及包络角度相比,粗糙度和预加张力对棉纤维束与金属表面摩擦磨损行为影响更大。     

筒形件强力旋压接触区轮廓的数值计算方法

针对筒形件强力旋压时坯料与旋轮的实际接触情况，建立了坯料与旋轮表面的几何方程，给出了筒形坯料与旋轮接触区的轮廓的数值值求解过程，为正确计算接触区域轮廓提供了精确的计算方法。     

水介质O形圈密封阻力研究

为了研究水介质O形圈的密封阻力特性，通过ANSYS软件建立O形圈二维轴对称有限元模型，分析不同预压缩率和流体压力对O形圈密封性能的影响，通过2种滑动摩擦力理论算法，计算出不同流体压力下O形圈的摩擦力，与实验测量的摩擦力进行对比分析，探究流体压力和往复速度对摩擦力与摩擦因数的影响。结果表明：随着预压缩率增大，O形圈von Mises应力和接触长度增大；随着流体压力的增大，O形圈von Mises应力增大，接触压力和接触长度随之增大，流体压力超过30 MPa,接触长度减小；微元法和实验得到的摩擦力较为接近，可用于O形圈摩擦力预估；相同往复速度下，随着流体压力增大，O形圈摩擦力增大；相同流体压力下，随着往复速度增大，摩擦力也增大。     

石墨烯层间摩擦的面内局部应变调控

目的 揭示面内应变对石墨烯层间摩擦行为的影响.方法 利用分子动力学模拟方法,基于支撑的石墨烯基底与单层六边形石墨烯滑片接触模型,重点考察滑片在加载面内局部拉伸应变的基底表面的滑动摩擦过程.着重分析滑片所受侧向力(即瞬时摩擦力)随滑动距离的变化规律,计算滑片分别与基底的加载应变区和非应变区的层间作用,通过计算层间作用势能、接触原子数、能量耗散等,直观揭示应变对摩擦的影响机制.结果 当滑片在基底的局部应变加载区域滑动接触时,由于滑片与基底界面公度性和层间势能降低,接触原子数减少,导致滑片所受侧向力的振幅比其在基底的非应变区滑动时明显降低.具体来讲,当应变由0增加至10％,处于应变区的滑片所受侧向力由1.33 nN减小至0.86 nN,降幅达35％.通过计算加载均匀应变的基底与滑片层间的摩擦力,表明摩擦力随应变的增加而逐渐减小,且载荷越高、滑片尺寸越大时,摩擦力降幅越明显.结论 局部应变可以有效调控摩擦的分布规律,降低石墨烯层间摩擦力大小.     

基于改进LuGre摩擦模型的机器人关节摩擦力辨识研究

机器人在精准装配时，摩擦力影响着控制精度。利用LuGre摩擦模型进行关节力矩计算时，机器人关节摩擦力具有周期性纹波误差。针对此问题提出一种改进的LuGre摩擦模型，包括LuGre摩擦模型表示的稳态摩擦力，以及与速度相关的位置依赖项。对摩擦模型进行分步辨识，利用LuGre摩擦模型的特征，对稳态摩擦力参数进行辨识，通过SVM多类分类算法、支持向量回归（SVR）和最小二乘法求解方程组，对模型中的位置依赖项进行参数辨识。实验结果表明，机器人在不同负载下运行，使用改进模型及辨识方法计算关节摩擦力矩时，误差可以降低50%以上。     

高速列车车轮钢摩擦热致相变的计算机模拟

将有限元热力耦合计算与材料相变特征的实验研究相结合，研究了高速度及大载荷条件下的轮／轨摩擦导致车轮热损伤的机理，探讨了滑行速度、时间和载荷等因素对车轮踏面的温度场变化及对奥氏体相变区尺寸的影响．结果表明，在大载荷滑行情况下，接触区的峰值温度可超过材料的相变临界点，相变区深度可能达到1mm以上；滑行速度的提高可以增大相变层出现的几率，但并未增加相变层的深度；接触区峰值温度和相变区尺寸均随载荷的大小呈线性变化。     

先进高强度镀锌钢板冲压成形摩擦及表面损伤研究进展

先进高强度镀锌钢板具有高综合力学性能,在外形复杂、强度高的汽车冲压件上有广阔应用前景。但由于受高强度和镀锌层的影响,成形力大导致板料和模具表面间摩擦变化复杂,易产生损伤,其摩擦和损伤机理尚未得到充分揭示。因此,对冲压成形过程中的动态摩擦机理及摩擦过程中超薄镀锌层与模具表面接触所产生的损伤研究进行全面的回顾,旨在揭示冲压成形工艺参数对摩擦的影响及表面损伤的变化规律。应从塑性理论微尺度研究镀锌层在复杂加载路径下的变形行为,构建多因素耦合的动态摩擦模型,完善板料与模具表面的分形接触模型。结合动态摩擦模型计算接触摩擦功,以此建立表面损伤模型,实现表面损伤的动态预测,提高冲压成形精度和产品表面质量,是未来精确板料冲压成形的重要发展趋势。     

铁合金的摩擦渗氮

摩擦渗氮是一种快速扩散饱和法,能极夭地提高强度、抗蚀和抗磨性。其进行过程是复杂的,与许多因素有关(如表面状态及性能、接触区的物理一化学及机械过程、周围介质的相互作用、成分、形变、温度和还需进     

挤压切削加工工艺参数的多目标优化

高速重载制动盘表面需要具有高抗疲劳性能和接触强度,且摩擦接触时提供较大的摩擦力。为实现以上性能,提出采用挤压切削工艺对制动盘表面进行加工的方法,以获得高质量的接触表面。基于挤压切削原理,建立挤压切削力学模型。以制动盘常用材料Q345B作为试验材料,考虑切削速度、切削深度、刀具前角、刀具后角、刃口圆弧半径5个因素,以表面粗糙度、残余应力、显微硬度为评价指标进行正交试验。采用信噪比法和灰色关联度法进行多目标参数优化,获得了制动性能好、使用寿命长的制动盘表面。     

机构设计实用图集(13)

楔形齿条的背面做成与摩擦轮同样的圆弧,并与摩擦轮贴合。叉形件左右摇动时,小齿轮与齿条啮合,齿条被夹在小齿轮与摩擦轮之间,并与摩擦轮之间产生摩擦力,于是便使摩擦轮和输出轴间歇旋转。在返回行程中,叉形件依靠挡板使松动的齿条返回。