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变摩擦系数条件下的轮轨滚动接触特性分析

铁道学报 2012年第6期34卷 24-28页

作者：肖乾林凤涛王成国车宇翔华东交通大学载运工具与装备教育部重点实验室江西南昌330013 中国铁道科学研究院铁道科学技术研究发展中心北京100081

采用mixed Lagrangian/Eulerian方法建立轮轨滚动接触有限元模型,在轮轨间使用与滑动速度相关的变摩擦系数定义切向接触属性,改变轮对角速度定义轮轨接触不同工况。在轮轨蠕滑工况下,通过对比取常系数摩擦系数和变摩擦系数的计算结果发... 详细信息

采用mixed Lagrangian/Eulerian方法建立轮轨滚动接触有限元模型,在轮轨间使用与滑动速度相关的变摩擦系数定义切向接触属性,改变轮对角速度定义轮轨接触不同工况。在轮轨蠕滑工况下,通过对比取常系数摩擦系数和变摩擦系数的计算结果发现:变摩擦系数对轮轨滚动接触最大接触应力和接触斑面积影响较小;但是对轮轨接触斑内最大Mises应力、最大纵向切应力、最大横向切应力和蠕滑力影响较大,特别是对最大纵向切应力和蠕滑力影响幅度近20%;对轮轨滚动接触蠕滑力矢量分布的影响也应值得注意。不同工况时轮轨蠕滑率不同,变摩擦系数条件下的轮轨蠕滑力和剪切应力随蠕滑率增大而增大,当轮轨间出现完全滑动时,轮轨蠕滑力达到极限。

关键词：变摩擦系数轮轨滚动接触 mixed Lagrangian/Eulerian方法黏着蠕滑

高强度双相DP780钢板冲压成形的变摩擦系数模型及其应用

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上海交通大学学报 2015年第10期49卷 1446-1451页

作者：赵玉璋王凯王武荣韦习成上海大学材料科学与工程学院上海200072

在边界润滑条件下,对高强度双相DP780钢板进行了销-盘式摩擦试验,研究了在不同界面载荷条件下DP780钢板与DC53模具材料之间的摩擦系数,建立了基于不同载荷的变摩擦系数模型,并对DP780钢U形件的成形过程进行数值模拟和实际冲压试验,比较... 详细信息

在边界润滑条件下,对高强度双相DP780钢板进行了销-盘式摩擦试验,研究了在不同界面载荷条件下DP780钢板与DC53模具材料之间的摩擦系数,建立了基于不同载荷的变摩擦系数模型,并对DP780钢U形件的成形过程进行数值模拟和实际冲压试验,比较了恒定摩擦系数模型和变摩擦系数模型条件下回弹量的预测结果与测量值的误差.结果表明:DP780钢板与模具材料的摩擦系数随着界面载荷的增大而减小;采用变摩擦系数模型可以有效提高冲压成形中回弹量的预测精度.

关键词：高强度钢板料冲压成形回弹变摩擦系数

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刀具磨损和变摩擦系数对切削力的影响

光学精密工程 2024年第14期32卷 2211-2224页

作者：郐吉才段云乾李新刘石安 ARDASHEV Dmitrii Valerievich 河南理工大学机械与动力工程学院河南焦作454003 河南省先进电子封装材料精密成形国际联合实验室河南焦作454003 南乌拉尔国立大学俄罗斯车里雅宾斯克454080

刀具磨损和摩擦系数对切削力、表面质量有显著影响。为进一步研究刀具磨损和摩擦系数对切削力的影响规律,提出了同时考虑刀具磨损和变摩擦系数的切削力模型。首先分析了刀具磨损对刃口半径的影响规律,指出随刀具磨损增加,刃口半径增加;... 详细信息

刀具磨损和摩擦系数对切削力、表面质量有显著影响。为进一步研究刀具磨损和摩擦系数对切削力的影响规律,提出了同时考虑刀具磨损和变摩擦系数的切削力模型。首先分析了刀具磨损对刃口半径的影响规律,指出随刀具磨损增加,刃口半径增加;其次明确了刀具磨损及刃口半径对最小切削厚度的影响规律,认为最小切削厚度随刀具磨损、刃口半径的增加而增加。进一步用单晶金刚石刀具切削铝合金,并在切削深度、进给速度、刀具刃口半径、刀具磨损宽度以及恒定摩擦系数与变摩擦系数等方面进行了对比。研究表明,随切削深度、进给速度增加,法向切削力与切向切削力增加;随刃口半径从150 nm增加到450 nm,切向力增加了1.13倍,法向力增加了2.12倍;随刀具磨损宽度从0增加到0.55μm,切向力增加了1倍,法向力增加了约7倍;恒定摩擦系数切削力最大误差高达41%,变摩擦系数切削力最大误差在11%以内。因此,同时考虑了刀具磨损与变摩擦系数的切削模型与实际切削过程更加吻合。

关键词：切削力模型刀具磨损变摩擦系数金刚石刀具

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考虑变摩擦系数的轮轨系统滑动接触热弹塑性应力分析

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中国铁道科学 2015年第5期36卷 87-93页

作者：刘洋刘振吴亚平魏云鹏段志东兰州交通大学土木工程学院甘肃兰州730070

以LM型踏面车轮和60kg·m-1钢轨为例,采用双线性塑性模型和平面应变热力耦合单元实现轮轨的热弹塑性耦合,传热过程中考虑轮轨接触斑处的非稳态热传导以及轮轨与周围环境间的热对流和热辐射,建立轮轨滑动接触二维热弹塑性有限元模型,分... 详细信息

以LM型踏面车轮和60kg·m-1钢轨为例,采用双线性塑性模型和平面应变热力耦合单元实现轮轨的热弹塑性耦合,传热过程中考虑轮轨接触斑处的非稳态热传导以及轮轨与周围环境间的热对流和热辐射,建立轮轨滑动接触二维热弹塑性有限元模型,分析轮轨接触斑间全滑动时不同相对滑动速度下,与温度变化相关的变摩擦系数对轮轨接触表面温度和等效应力的影响,并与取0.334的常摩擦系数时进行对比。结果表明:钢轨在轮轨接触斑附近的摩擦温升主要分布在其接触表面大约1.8mm的深度范围内,而车轮的主要分布在其接触表面大约2.5mm的深度范围内,采用变摩擦系数得到的轮轨摩擦温升要比采用常摩擦系数时低57%左右;轮轨接触斑附近钢轨和车轮的最大等效应力出现在车轮和钢轨的次表面上,采用变摩擦系数时得到的车轮和钢轨等效应力的影响范围比采用常摩擦系数时略小;轮轨间相对滑动速度对车轮接触表面的温度和等效应力影响不明显,但对钢轨接触表面温度和等效应力的影响明显,相对滑动速度越大,钢轨接触表面的温度也越高。

关键词：变摩擦系数轮轨接触全滑动热机耦合弹塑性耦合温度应力接触单元法

考虑齿面变摩擦系数的斜齿轮传动变速过程动力学分析

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振动与冲击 2014年第24期33卷 150-157页

作者：刘长钊秦大同廖映华重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400044

建立了含齿面摩擦的平行轴斜齿圆柱齿轮传动变速过程动力学模型,在建立模型时,接触线的位置和滑动速度是由主动轮转角确定,使用齿轮线位移和角位移作为广义坐标,因此这样的模型可适用于斜齿轮传动系统的变速过程分析,而且在该模型中,齿... 详细信息

建立了含齿面摩擦的平行轴斜齿圆柱齿轮传动变速过程动力学模型,在建立模型时,接触线的位置和滑动速度是由主动轮转角确定,使用齿轮线位移和角位移作为广义坐标,因此这样的模型可适用于斜齿轮传动系统的变速过程分析,而且在该模型中,齿面摩擦力是用变摩擦系数获得的。选择一对斜齿轮对其加速过程进行数值计算,并与采用定摩擦系数和不考虑摩擦的计算结果在时域和魏格纳分布上进行对比分析,结果发现:摩擦会降低斜齿轮传动系统出现脱啮现象的临界转速,且具有阻尼和激励的双重作用,能改变斜齿轮传动的动力学响应,而且采用变摩擦系数或定摩擦系数所获得的动力学响应也有所不同。

关键词：斜齿轮动力学模型齿面摩擦变摩擦系数变速过程

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基于变摩擦系数的铝合金板料成形性能试验

锻压技术 2020年第6期45卷 158-162页

作者：陈德茂夏建生周鑫江苏大学机械工程学院江苏镇江212023 盐城工学院机械优集学院江苏盐城224051

采用CFT-I型多功能材料表面综合性能测试仪,在边界润滑条件下,测量施加不同载荷时AA6111铝合金和H13模具钢之间的摩擦系数,研究载荷对材料成形性能的影响规律。运用Origin软件分析试验数据,并建立受载荷影响的变摩擦系数模型,对所建模... 详细信息

采用CFT-I型多功能材料表面综合性能测试仪,在边界润滑条件下,测量施加不同载荷时AA6111铝合金和H13模具钢之间的摩擦系数,研究载荷对材料成形性能的影响规律。运用Origin软件分析试验数据,并建立受载荷影响的变摩擦系数模型,对所建模型进行有限元分析及试验验证。研究结果表明,当试验载荷从0.204 MPa增加到4.028 MPa时,摩擦系数随载荷的不断增大而逐渐减小,且减小趋势逐渐变缓。基于变载荷摩擦系数模型与试验测量得到的摩擦系数之间的误差值较小,均在误差允许范围内。仿真与试验的厚度分布规律基本一致,零件的最大减薄发生在凸模圆角处,其法兰边及底面的厚度变化较小,验证了所建摩擦模型的有效性。

关键词： AA6111铝合金变摩擦系数厚度分布载荷成形性能

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变摩擦系数对同步器性能的影响分析

农业装备与车辆工程 2016年第5期54卷 19-23,28页

作者：孙骏曹龙涛合肥工业大学机械与汽车工程学院安徽省合肥市230007

通过建立同步器动力学模型并在Matlab/Simulink中仿真,对比了在不同转动惯量和转速差影响下,摩擦系数的变化对同步器性能及结构参数的影响。如果对摩擦系数的变化不予考虑,将会导致非同步冲击等严重问题的出现。

关键词：变摩擦系数同步环 Matlab/Simulink 滑磨功率锁止角

基于热—力耦合和变摩擦系数高强钢冷冲压成形研究

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基于热—力耦合和变摩擦系数高强钢冷冲压成形研究

作者：谭广湖南大学

学位级别：硕士

随着汽车工业的发展,汽车轻量化、环保法规和安全性要求不断提高,高强钢在汽车车身上的应用不断增加。由于高强钢具有高的屈服强度和抗拉强度,成形难度大,其成形性一直是学界研究的热点和重点,对其缺陷如起皱、开裂、尤其是回弹,产生了... 详细信息

随着汽车工业的发展,汽车轻量化、环保法规和安全性要求不断提高,高强钢在汽车车身上的应用不断增加。由于高强钢具有高的屈服强度和抗拉强度,成形难度大,其成形性一直是学界研究的热点和重点,对其缺陷如起皱、开裂、尤其是回弹,产生了大量研究成果。在以往高强钢的研究中,冷冲压的成形性分析一般不考虑温度的影响,仅作为结果输出,而在热成形中,温度区间一般在700℃以上,需要同时考虑温度和相变的影响。在近几年的研究中发现高强钢在冷成形过程中摩擦热和塑性变形热可以使模具和板料的温度达到180℃和100℃以上,此时金属的塑性流动行为受到影响,并会导致材料屈服准则与室温时产生差异。然而目前广泛应用的商业有限元软件,在成形分析时没有考虑到温度的影响,可能对分析结果产生较大偏差。本文对上述问题进行了深入的研究。首先通过销-盘式摩擦试验,以与实际冲压板料和模具相同材料的DP780高强钢和SKD11分别为销和摩擦盘,测定了20-160℃区间不同温度下的摩擦系数,并对温度-摩擦系数曲线进行了拟合,建立了基于温度的变摩擦系数模型。接着以材料为DP780双相高强钢的某车型中大梁为研究对象,研究过程采用数值分析和冲压实验相结合的方式进行,在数值模拟分析中,建立了三种初步的模具型面方案,通过多次分析调整有限元模型和工艺参数,最终确定采用切边线在拉延面方案最佳,并以此为参考做出曲面质量良好的最终型面。分别设置了引入温度场和变摩擦系数模型的热变组与没有考虑温度影响的参照组的两组仿真分析,以冲压零件为实验组。并且将热变组和参照组中的成形极限图,减薄率和回弹等仿真分析结果和实验数据进行了对比。结果显示,热变组中板料最高温度达到121.8℃,摩擦热和塑性变形热在热变组的仿真分析中能够得到有效反映,取相同的截面进行减薄率对比,热变组中温度升高明显的区域,板料减薄程度更小,不易开裂,表现出更好的延展性,而温升不明显的区域减薄率很接近。从回弹偏移量看,热变组的值比冲压实验测量值偏小,而参照组的值偏大,且相比于冲压实验测量值的误差,热变组仅为参照组的27.8%,与冲压实验符合度更好,该方法可以有效提高高强钢冷冲压成形性分析精度,以期指导实际生产,提高零件生产合格率。

关键词：变摩擦系数热力耦合高强钢回弹

考虑变摩擦系数的FPB隔震桥梁抗震性能研究

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