提升机盘式闸制动摩擦特性研究

探讨了提升机闸瓦与不同对偶制动盘材料结合时,在不同工况下制动摩擦特性的变化规律。建立了制动摩擦副温度场有限元计算模型,程序计算结果与实测温度场的吻合情况较好。     

矿井提升机闸瓦摩擦系数测试系统

在模拟提升的工况下 ,用电测法来测量闸瓦的动摩擦系数 ,自动连续地记录摩擦过程摩擦系数的变化情况 ,同时也可以由测得值计算出在一定比压、温度和滑速下闸瓦的实际摩擦系数。     

刹车压力／力矩效应的研究

概述了刹车材料的摩擦特性；介绍了程控ＭＭ１０００摩擦试验机的使用效果；着重地研究了铁基、铜基、铁铜混合基粉末冶金摩擦材料和炭／炭复合刹车材料的刹车压力／力矩效应，表面允许吸收功率，以及滑动速度／力矩效应等。提出和分析了压力／力矩效应及其失效后的几种现象。试验结果表明，刹车压力／力矩效应的表面允许吸收功率可作为评价刹车材料的一个重要指标     

提升机制动装置磨擦系数实验测试研究

在模拟矿井提升的工况下,实验测量闸瓦的动摩擦系数。自动连续地记录摩擦过程中摩擦系数的变化情况,由测得值计算在一定比压、温度和滑速下闸瓦的实际摩擦系数,并据此对影响摩擦系数的因素进行分析。     

石墨化度对炭/炭复合材料在不同制动速度下的摩擦磨损性能的影响

将炭布叠层的炭纤维预制件通过化学气相沉积增密后分别在2 000、2 150、2 300 ℃进行高温热处理得到3 种不同石墨化度的炭/炭复合材料, 采用MM-1000 摩擦试验机对这3 种炭/炭复合材料进行不同速度下的摩擦磨损性能试验, 并对磨损表面及磨屑进行SEM 观察, 结果表明:低速时材料的摩擦系数均很小;刹车速度为10 m/s 时, 石墨化度对材料的摩擦系数影响显著, 石墨化度越高, 材料的摩擦系数越大, 石墨化度低的样件A 摩擦表面形成薄且光滑的磨屑层, 而石墨化度高的样件C 摩擦表面形成厚的、粗糙的磨屑层;刹车速度大于20 m/s 时, 石墨化度对材料摩擦系数的影响变小, 3 种材料摩擦表面均形成较为平滑的磨屑层。石墨化度的高低显著影响材料高速时的磨损, 石墨化度升高到一定值时能显著降低材料高速时的磨损, 继续升高石墨化度, 磨损变化不大,高速时石墨化度低的样件A 氧化严重。综合考虑摩擦磨损性能, 该粗糙层结构的炭/炭复合材料石墨化度控制在45 %为宜。     

烧结温度对铜基粉末冶金航空刹车材料摩擦磨损行为的影响

采用不同的烧结温度,通过粉末冶金的方法制备了铜基粉末冶金摩擦材料,在MM-1000型摩擦试验机上进行了模拟制动实验。结果表明,烧结温度由900℃至930℃,材料的制动、磨损性能得到显著改善,继续升温至1000℃,材料性能变化不大。借助扫描电镜、光学金相显微镜对不同烧结温度条件下材料的显微组织、摩擦表面及磨屑形貌进行了观察分析,阐述了烧结温度对铜基粉末冶金刹车材料摩擦磨损行为的影响。     

带式输送机紧急制动工况闸瓦摩擦因数经验模型研究

模拟带式输送机紧急制动下闸瓦的实际运行工况,采用X-DM型调压变速摩擦实验机,开展闸瓦材料与试验钢盘组副的摩擦试验,采集闸瓦摩擦因数随比压、滑动速度变化数据,并运用多项式非线性拟合方法和数理统计技术进行拟合,得到了紧急制动摩擦因数经验模型。该模型可为带式输送机紧急制动系统安全评估及闸瓦设计提供可靠的理论依据和技术支撑。     

带式输送机盘形制动装置闸瓦磨损率数学模型推导

为推导闸瓦磨损率的数学模型,利用X-DM型调压变速摩擦实验机,开展闸瓦材料与带式输送机制动钢盘对摩试验,采集闸瓦磨损量、比压和温度等试验数据;基于这些试验数据,运用现代摩擦磨损理论、非线性拟合方法及数理统计技术,综合考虑多方面因素的影响,建立科学、适用的磨损率数学模型;利用F检验方法对建立的模型进行显著性检验可知,该模型具有数学上的严谨性,可为带式输送机制动装置设计及闸瓦研发提供重要依据。     

基体对粉末冶金航空刹车材料摩擦面的影响

在不同的摩擦速度下, 考察了铁基、铁铜基及铜基粉末冶金航空刹车材料摩擦面的变化情况。结果表明刹车材料的抗压强度随基体而变化, 刹车材料摩擦面的表观颜色与基体密切相关;基体对刹车材料摩擦面的粘附转移产生重大影响, 从而使刹车材料摩擦面的化学成分发生变化。     

盘形闸闸盘与闸瓦间摩擦因数测定方法的改进

提出了盘形闸闸盘与闸瓦间摩擦因数测试的改进方法，并给出摩擦因数的计算方法和公式，通过对比，阐明了该方法的有效性。     

全封闭湿式多盘制动器温度场的有限元分析

建立了全封闭湿式多盘制动器摩擦元件的有限元分析模型,针对摩擦盘产生热-机失稳现象,应用ANSYS有限元分析软件对全封闭湿式多盘制动器初始接触压力和瞬态温度场进行了分析。有限元分析结果表明,湿式多盘制动器摩擦界面上的接触压力沿摩擦盘半径方向不均匀分布,导致了输入摩擦盘的热流密度分布不均匀;在制动过程中摩擦盘沿半径方向温度梯度过大,导致全封闭湿式多盘制动器对偶摩擦盘的破坏。为提高其使用寿命,在进行制动器结构设计和摩擦材料的选择时,应考虑由热引起的弹性变形对摩擦盘压力场和温度场分布的影响。     

矿用机车离合器摩擦片接合过程热分析

在摩擦离合器接合过程动力学分析的基础上,建立了摩擦片热分析数学模型,并利用MATLAB对摩擦片温度场进行了仿真分析。结果显示摩擦片表面温度随着时间成正比例增长,温升值随着摩擦片半径大小呈线性分布,并与外部载荷有关。该分析为摩擦离合器热变形分析提供了一定的理论依据。     

测量湿式多片制动器摩擦表面的温度分布

关于湿式多片制动器摩擦表面温度分布的学说很不统一。本文对金属型摩擦材料湿式多片制动器表面温度进行测量。采用２片互相贴合的薄钢片代替一片厚的钢片,５个微型热电阻贴在其中一个钢片的非摩擦表面上,用来测量摩擦过程中的温度变化。计算机数据采集系统记录了温度信号并作图表示。实验结果表明,在实验条件下,金属型摩擦材料表面温度分布不均匀,局部接触点温度明显高于其他区域。随着表面压力的增大,接触区域温度逐渐均匀分布。     

制动器摩擦材料的热衰退现象研究

大型提升机上使用的石棉制动摩擦材料与大多数汽车制动摩擦材料一样同属于热固性高聚物材料,其摩擦性能的热特性直接影响到制动装置的可靠性和经济性。因此,国内外都十分重视对这类材料的摩擦磨损性能研究。研究结果时有报道,但由于影响因素较多,且摩擦性能不是材料的固有特性,而是在一定使用条件下的物理和化学性能的综合表现。因此,它随模拟的试验条件不同而变化。有时可以认为摩擦是一个动态随机过程,即使在同一台试验机上。     

大体积混凝土结构表面保温计算方法研究

从热量平衡原理出发,推导了直接以导热系数、表面散热系数和热量为热传导方程基本参数的温度场计算方程,据此修改了以导温系数为基本参数的温度场有限元计算程序RCTS,使之能够更合理地反映由多种热学性能的材料组成的复合结构的温度场,能模拟计算大体积混凝土结构任意部位在任意时段的表面保温效果。通过算例对比分析了等效表面散热系数法、等效厚度法、导热系数法、导温系数法在计算保温板保温效果方面的异同。计算结果表明,导热系数法与等效表面散热系数法的计算结果比较接近,而等效厚度法由于是等效表面散热系数法的近似处理,计算结果有一定的差异,但相差不大,而导温系数法往往得不到合理的结果。     

水分相变下松散煤体导热系数的数值模拟研究

煤自燃过程中水分的相变与迁移对松散煤体所处的导热和蓄热环境具有重要影响,而导热系数的变化可直观表征水分相变对松散煤体导热能力的改变。考虑到水分相变对松散煤体自燃过程中热湿迁移的实际作用,建立了含水松散煤体的简化物理模型,运用有限元数值模拟的方法,求解了二维稳态条件下,水分发生相变时含水松散煤体的温度场和热流密度分布,分析了水分相变对松散煤体内部各处导热能力的改变,并计算得到了相应的导热系数。研究结果表明:水分相变的发生直接影响了含水松散煤体内部温度及热流的分布,最终表现为含水松散煤体导热能力的整体变化;基于水分相变的影响,随着液相饱和度的增大,含水松散煤体的导热系数基本呈线性增加,增加趋势随着温度的升高逐渐变缓;100℃时水分相变下导热系数与液相饱和度满足关系:λe=0.130 1+0.132 8S,通过与对比数据的误差分析,验证了模拟的可靠性。     

贵阳市乌当区地热田地温场特征及大地热流估算

根据钻孔测温资料及热储分布规律,分析了乌当区地热田地温场特征,得出该区的地温梯度为2.25×10-2～2.59×10-2℃/m,并且随着地层向东南方向延展,盖层厚度增大,地温梯度有随之减小的趋势.通过钻孔测温数据及临近地区的岩石热导率值,得出乌当背斜核部的大地热流值为63.40 ～ 67.19 mW/m2,高于贵阳市的区域大地热流值.     

Temperature field and ventilation simulation of stope in Hongtoushan mine

Hongtoushan copper mine was studied by analyzing the type of heat source, the calculation method about thermal releasing in stope, thermal transfer between rock and air, distribution of temperature in stope were formulated. With CFD (Computational Fluid Dynamics, DFD) simulation and Fluent software, geometrical model of a stope was built, boundary conditions was initialized, then the temperature distribution, velocity and pressure field, concentration of oxygen and CO₂ of air were simulated. In order to validate the simulation result, the parameters of the stope were measured with meter, and comparing with the data of simulation. The result shows that the data of measuring and simulating are compatible. According to the distribution of temperature and velocity, some ways such as flow angle and flow velocity are put forward, simulation and parameter optimization made also, a satisfied result is acquired. The conclusion can be used on ventilation designing and stope improving. Supported by National Scientific and Technological 11th Five-Year Plan of China(2006BAK05B04-03)     

流热耦合作用下组合岩体等效导热系数研究

针对存在裂隙和流体的组合岩体,采用理论分析、数值计算和实验研究相结合的方法,基于传热学和热动力学的基本原理,综合考虑不同性质岩石的传热和裂隙流体的对流换热,建立了流热耦合条件下组合岩体等效导热系数的计算模型;采用有限元数值模拟方法,随机模拟岩石的孔隙结构,建立了孔隙分别被空气和水充填时,岩石等效导热系数的统一经验方程;通过对裂隙流体与岩体对流换热系数的实验测试,给出了对流换热系数随与流速和温差的关系;综合分析了裂隙和流体对组合岩体导热性的作用,在低流速和小温差条件下,对流换热阻较小,裂隙宽度和流体导热性对岩体导热系数的影响较大;在高流速和大温差条件下,对流换热阻逐渐超过裂隙流体的热阻,组合岩体导热系数明显增大。     

铜镍合金/NiFe2O4-10NiO复合陶瓷惰性阳极的制备及其性能研究*

以NiO、Fe2O3和铜、镍为主要原料,采用高能球磨—固相烧结法,制备出Cu-Ni-NiFe2O4-10NiO和(Cu-Ni合金)/NiFe2O4-10NiO金属陶瓷试样,研究了试样的物相组成、显微结构以及其体积密度、静态热腐蚀率、抗热震性和电导率。研究表明,合金粉的添加能够改善金属相的溢出现象并提高材料的物化性质。与Cu-Ni-NiFe2O4-10NiO金属陶瓷相比,合金粉均匀的弥散于陶瓷相中,减小了晶界间的势垒作用,使载流子更易通过晶界从而提高了试样的导电率,850℃时试样的电导率为60.7 S/cm;增大了材料的致密度;耐高温和抗冰晶石熔盐静态腐蚀率较低,平均腐蚀率降为12.62 mm/a;较大提高了试样的抗热震性。