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不同摩擦条件对强制连续约束型离合器工作性能的影响

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机械工程学报 2010年第17期46卷 86-92页

作者：严宏志杨兵胡魁贤谭援强中南大学机电工程学院长沙410083 湘潭大学机械工程学院湘潭411105

采用有限元和动力学分析方法,探讨强制连续约束(Positive-continuous-engagement,PCE)型离合器在不同摩擦条件下的力学特性;在Marc平台上建立由楔块和内外环组成的离合器的三维有限元模型,分析楔块与内外环的接触强度特性,得到等效Mise... 详细信息

采用有限元和动力学分析方法,探讨强制连续约束(Positive-continuous-engagement,PCE)型离合器在不同摩擦条件下的力学特性;在Marc平台上建立由楔块和内外环组成的离合器的三维有限元模型,分析楔块与内外环的接触强度特性,得到等效Mises应力和法向应力在不同的摩擦因数下的分布曲线图及接触时的最大应力位置。采用ADAMS对该离合器进行动力学仿真,得到该离合器在不同摩擦因数下的楔合时间、楔入冲击力及稳态楔合力参数的曲线图。结果表明,若摩擦因数选得太小,接触区域变成滑动区域,离合器无法进入摩擦自动锁紧状态,在满足自锁条件下,随着摩擦因数的增大,各接触应力值变化不大,但磨损区域会变大,最大应力发生在楔块内凸轮面上。摩擦因数的变化对楔合时间影响较小,摩擦因数的增大会降低楔入冲击力,可以减少离合器低周疲劳失效,延长离合器寿命,为PCE型离合器设计及失效研究提供了重要依据。

关键词：有限元动力学超越离合器接触应力摩擦

Ni-P-Al_2O_3复合涂层划痕试验中的表面裂纹分析

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机械工程学报 2013年第20期49卷 55-62页

作者：谭援强胡斌梁冯剑军湘潭大学机械工程学院湘潭411105 湘潭大学土木工程与力学学院湘潭411105

为了揭示Ni-P-Al2O3复合涂层的失效机理,对Ni-P-Al2O3复合涂层进行划痕试验和划痕过程的有限元模拟。划痕试验表明在Ni-P-Al2O3复合涂层的划痕表面上产生了一定间隔距离的横向表面裂纹。划痕过程的有限元模拟揭示在划痕过程的不同阶段... 详细信息

为了揭示Ni-P-Al2O3复合涂层的失效机理,对Ni-P-Al2O3复合涂层进行划痕试验和划痕过程的有限元模拟。划痕试验表明在Ni-P-Al2O3复合涂层的划痕表面上产生了一定间隔距离的横向表面裂纹。划痕过程的有限元模拟揭示在划痕过程的不同阶段涂层表面和界面上应力分布规律,揭示涂层表面裂纹产生的模式和形成的机理。划痕过程分为划针尖端压入涂层表面、在涂层表面上滑动和从涂层表面升高等3个阶段。前两个阶段由于划针尖端对涂层表面的作用,在涂层表面形成划痕沟槽,引起涂层表面产生裂纹。应力分析表明在划痕过程中涂层表面裂纹形成有两种方式。第一种方式是首先在涂层界面产生裂纹,然后裂纹向表面扩展形成表面裂纹;第二种方式是涂层表面直接形成表面裂纹。表面裂纹是最大拉应力引起的,因此,表面裂纹是第一型裂纹。划针尖端从涂层表面升高后在涂层中留下了较大的残余应力,最大残余拉伸应力是出现在接触中心之下的界面上的第一残余主应力。这些结果将为涂层设计和应用提供依据。

关键词：复合涂层划痕试验有限元法应力分析表面裂纹

晶体硅电池表面光功能织构及其制备的研究进展

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机械工程学报 2019年第9期55卷 166-175页

作者：许志龙徐西鹏黄辉谭援强华侨大学制造工程研究院厦门361021 集美大学机械与能源工程学院厦门361021

表面功能织构研究已逐步发展到多学科交叉整体性设计和制造科学问题,晶体硅电池是太阳能光伏发电的主流产品,表面光功能织构可有效提高晶体硅电池光电转换效率。从晶体硅电池表面光功能织构的作用出发,介绍常规晶体硅电池表面织构的类... 详细信息

表面功能织构研究已逐步发展到多学科交叉整体性设计和制造科学问题,晶体硅电池是太阳能光伏发电的主流产品,表面光功能织构可有效提高晶体硅电池光电转换效率。从晶体硅电池表面光功能织构的作用出发,介绍常规晶体硅电池表面织构的类型及其制备方法,分析直接在晶体硅电池表面制备光功能织构的瓶颈问题,论述复合光功能织构晶体硅电池的研究现状、存在的难点和核心问题,指出高效晶体硅电池表面光功能织构制备的发展趋势。

关键词：晶体硅电池表面织构吸光率光生伏特效应微纳制造

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用机构扩展法确定速度瞬心的方法

机械科学与技术 2012年第7期31卷 1100-1103页

作者：冯剑军谭援强湘潭大学机械工程学院湘潭411105

用速度瞬心法对机构进行速度分析首先必须确定两构件之间的速度瞬心。对于某些简单机构,有时单凭所分析的机构中构件之间的关系却不能确定两构件之间的速度瞬心。为了解决这类问题,提出了机构扩展法用于解决不定速度瞬心的问题。机构扩... 详细信息

用速度瞬心法对机构进行速度分析首先必须确定两构件之间的速度瞬心。对于某些简单机构,有时单凭所分析的机构中构件之间的关系却不能确定两构件之间的速度瞬心。为了解决这类问题,提出了机构扩展法用于解决不定速度瞬心的问题。机构扩展法就是将原机构进行扩展,机构中的构件数增加,能够用于三心定理的三构件组合数增多;同时,保证扩展后的机构与原机构等效,由扩展后的机构确定原机构中两构件之间不能确定的速度瞬心的方法。本文通过实例分析,介绍了这种方法的应用,为机构的运动综合提供了一种新的方法。

关键词：速度分析速度瞬心机构扩展法等效机构机构运动综合

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2MW风电机组变桨减速器可靠性分析

机械科学与技术 2012年第12期31卷 2053-2056,2060页

作者：胡聪芳谭援强杨洋湘潭大学湘潭411105 山西高河能源有限公司长治047100

根据应力-强度分布干涉理论分别建立了行星传动系统中齿轮、行星轮轴、轴承、花键等重要零件的可靠度模型,基于行星传动是串并联混合的混联系统的特点和系统可靠性理论推导出了多级行星传动的系统可靠性模型,用VC++程序开发了相应的可... 详细信息

根据应力-强度分布干涉理论分别建立了行星传动系统中齿轮、行星轮轴、轴承、花键等重要零件的可靠度模型,基于行星传动是串并联混合的混联系统的特点和系统可靠性理论推导出了多级行星传动的系统可靠性模型,用VC++程序开发了相应的可靠性分析软件。运用软件计算了自主研制的风电机组变桨减速器和国外同型号产品,结果显示可靠性水平相当。针对变桨减速器初始设计可靠性分析结果,取薄弱环节加以改进并重新分析,结果表明改进后的系统可靠性明显提高。

关键词：行星传动系统可靠性应力-强度干涉理论风电变桨减速器可靠性软件

尼龙粉末在SLS预热温度下的离散元模型参数确定及其流动特性分析

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力学学报 2019年第1期51卷 56-63页

作者：谭援强肖湘武张江涛姜胜强华侨大学制造工程研究院福建厦门361021 湘潭大学机械工程学院湖南湘潭411105

尼龙粉末是增材制造中常用的粉体材料,温度对其流动性有重要影响.探索尼龙粉末增材制造预热温度下的流动性是研究选择性激光烧结(selective laser sintering, SLS)工艺中粉体铺展成形的基础.选取SLS技术中的尼龙粉末为原材料,采用离散... 详细信息

尼龙粉末是增材制造中常用的粉体材料,温度对其流动性有重要影响.探索尼龙粉末增材制造预热温度下的流动性是研究选择性激光烧结(selective laser sintering, SLS)工艺中粉体铺展成形的基础.选取SLS技术中的尼龙粉末为原材料,采用离散元数值方法,研究尼龙粉末的流动行为,是增材制造工艺数值模拟和铺粉工艺优化的研究热点.以Hertz-Mindlin模型为基础,基于Hamaker理论模型和库伦定律,在尼龙粉末的接触动力学模型中引入范德华力和静电力,建立预热温度下尼龙粉末流动的离散元模型(discrete element method,DEM),通过对比相应实验结果,标定了该模型的参数.对加热旋转圆筒中尼龙粉末流动过程进行了DEM数值模拟,校核了所建模型的正确性,并研究了粉体粒径分布对尼龙粉末流动特性的影响规律.研究表明,尼龙粉末黏附力是静电力与范德华力的共同作用结果;随着粉体粒径的增大,尼龙粉末崩塌角增大,流动性增强;相对于高斯粒径分布,粒径均匀分布的尼龙粉末颗粒流动性更强.研究结果可指导SLS中铺粉工艺的优化.

关键词：选择性激光烧结尼龙粉末离散元模型预热温度流动性

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圆柱和平面之间粘-滑接触分析

湘潭大学自然科学学报 2009年第3期31卷 48-53页

作者：冯剑军谭援强湘潭大学机械工程学院湖南湘潭411105

当圆柱和平面产生粘-滑接触时，在Hertz理论和Mindlin理论基础上，推导了平面内应力分量的计算公式．分析了平面内应力的分布，描述了应力分布的特点．x轴向应力在接触表面的导向边均为压应力，而在拖动边存在拉应力；最大拉应力和最大... 详细信息

当圆柱和平面产生粘-滑接触时，在Hertz理论和Mindlin理论基础上，推导了平面内应力分量的计算公式．分析了平面内应力的分布，描述了应力分布的特点．x轴向应力在接触表面的导向边均为压应力，而在拖动边存在拉应力；最大拉应力和最大压应力均出现在接触表面，其中，最大拉应力存在于拖动边的边缘。而最大压应力存在于导向边．z轴向应力均为压应力，最大压应力出现在接触表面的接触中心邻近区域．第一主应力的最大拉应力出现在接触表面的拖动边边缘，而在导向边均为压应力．第三主应力均为压腹力，最大压应力出现在接触表面的导向边．剪应力、主剪应力和VonMises等效应力（当摩擦系数较小时）的最大值均出现在平面内部．因此，第一型裂纹的产生和扩展首先会发生在拖动边的边缘;而塑性滑动开始首先会出现在接触体内，然后扩展到接触表面．这些将为研究接触变形和接触体的失效提供理论基础．

关键词：粘-滑接触等效应力主应力接触压力剪切牵引力

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陶瓷粉体干压成型工艺参数优化的离散元模拟

机械工程材料 2011年第9期35卷 104-107页

作者：姜胜强谭援强邹霞湘潭大学机械工程学院湘潭411105

通过建立氧化铋陶瓷粉体干压成型过程的离散元模型,研究了压力、加压速度、摩擦因数等工艺参数对成型后坯体孔隙率的影响,并与干压成型试验结果进行了对比。结果表明:压力、加压速度、摩擦因数等对坯体的压实性都具有明显影响;压力越大... 详细信息

通过建立氧化铋陶瓷粉体干压成型过程的离散元模型,研究了压力、加压速度、摩擦因数等工艺参数对成型后坯体孔隙率的影响,并与干压成型试验结果进行了对比。结果表明:压力、加压速度、摩擦因数等对坯体的压实性都具有明显影响;压力越大,加压速度越小,颗粒与颗粒之间及颗粒与模具壁之间的摩擦因数越小,则成型后坯体的孔隙率越小,压实性也越好;另外,在干压成型试验中,靠近上冲头处的颗粒粒径较小且均匀,而靠近下冲头处的颗粒粒径较大;这与模拟中坯体孔隙率随高度方向的变化趋势较为吻合。

关键词：陶瓷粉体干压成型孔隙率离散元

水在β-氮化硅(0001)面吸附的密度泛函理论研究

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摩擦学学报 2007年第1期27卷 60-63页

作者：王玲王学业王寒露王衡亮刘爱虹谭援强湘潭大学化学学院湖南湘潭411105 湘潭大学机械工程学院湖南湘潭411105

采用密度泛函理论（DTF）的B3LYP方法对H2O在β-Si3N4（0001）面上的吸附进行研究，采用原子簇模拟β-Si3N4（0001）表面，在6-31G^＋水平上计算常温常压下H2O分子在β-Si3N4（0001）表面的吸附构型和吸附能及电荷变化，同时考察温度，... 详细信息

采用密度泛函理论（DTF）的B3LYP方法对H2O在β-Si3N4（0001）面上的吸附进行研究，采用原子簇模拟β-Si3N4（0001）表面，在6-31G^＋水平上计算常温常压下H2O分子在β-Si3N4（0001）表面的吸附构型和吸附能及电荷变化，同时考察温度，压强及预吸附BH3对吸附体系的影响，结果表明：H2O分子通过H原子吸附在β-Si3N4（0001）面的N原子顶位时最有利；当温度为100℃，压强分别为3×10^5-10×10^5Pa时，吸附能为189.59kJ/mol，与常温常压体系相比，吸附能增加了57.19kJ/mol，吸附后O-H键拉长，可能发生解离；在BH3修饰的β-Si3N4（0001）表面上，由于预吸附导致吸附能减少。

关键词： H2O β-Si3N4 吸附表面密度泛函理论(DFT)