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考虑弹塑性变形阶段的干气密封接触模型

摩擦学学报 2022年第6期42卷 1237-1245页

作者：杨小成丁雪兴陈金林兰州理工大学石油化工学院甘肃兰州730050

为探究干气密封摩擦界面在变形全阶段的接触特性,基于分形接触理论及微观接触力学理论,充分考虑微凸体变形的3个阶段,通过余弦函数构建干气密封全阶段接触模型,并分别与GW模型、KE模型和ZMC模型三种经典接触模型及相关文献的试验数据作... 详细信息

为探究干气密封摩擦界面在变形全阶段的接触特性,基于分形接触理论及微观接触力学理论,充分考虑微凸体变形的3个阶段,通过余弦函数构建干气密封全阶段接触模型,并分别与GW模型、KE模型和ZMC模型三种经典接触模型及相关文献的试验数据作对比,验证本文中接触模型的合理性与正确性.最后对干气密封摩擦界面接触特性的主要影响因素进行探究.模型研究结果表明:干气密封摩擦界面的接触特性与分形维数、特征尺度及两表面的真实接触面积有关.接触特性与分形维数和两表面真实接触面积呈正相关,与特征尺度呈负相关.分形维数越大,接触载荷与接触刚度的数量级就越大,且接触载荷变化范围相对较大.当特征尺度每次以1个数量级递增时,接触载荷与接触刚度的变化范围较小,都在1个数量级内.

关键词：干气密封分形理论弹塑性阶段接触模型接触特性

基于接触模型和峭度最优Laplace小波的滚动轴承量化诊断

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振动工程学报 2012年第6期25卷 643-650页

作者：袁幸朱永生张优云洪军西安交通大学润滑理论及轴承研究所陕西西安710049 西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室陕西西安710049

研究了滚动轴承损伤量化诊断中的正反问题。通过对轴承界面相互作用的动态接触理论及摩擦学系统行为的研究,运用振动传递路径表征物理模型。该模型计及负荷分布、游隙的影响,考虑接触滑移、分离作用,由表面轮廓变化描述局部损伤扩展,由... 详细信息

研究了滚动轴承损伤量化诊断中的正反问题。通过对轴承界面相互作用的动态接触理论及摩擦学系统行为的研究,运用振动传递路径表征物理模型。该模型计及负荷分布、游隙的影响,考虑接触滑移、分离作用,由表面轮廓变化描述局部损伤扩展,由测量信号修正模型参数,实现真实工况下轴承服役与数值模拟的有机结合。通过正问题求解构造峭度最优Laplace小波来提取无量纲指标,进而形成损伤矩阵数据库。将反问题计算转化为多维优化问题,利用灰色关联度寻优求解出与输入值最近的样本点,进而测出轴承损伤的位置和具体尺寸。最后的实例分析表明,此方法具有较好的精度和鲁棒性,且易于在工程实践中推广。

关键词：故障诊断滚动轴承灰色关联度接触模型正反问题

硬盘头盘界面的微观接触模型及动力学响应分析

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机械工程学报 2022年第3期58卷 121-130页

作者：王宇张帆晁世麟訾艳阳西安交通大学机械工程学院西安710049

针对硬盘头盘界面纳米级别微观接触问题,提出改进的GW接触模型计算微观接触力并引入分子间作用力建立头盘界面微观接触的力学模型,在此基础上建立头盘界面的两自由度动力学模型。利用龙格库塔方法求解不同接触状态下磁头的动态响应,结... 详细信息

针对硬盘头盘界面纳米级别微观接触问题,提出改进的GW接触模型计算微观接触力并引入分子间作用力建立头盘界面微观接触的力学模型,在此基础上建立头盘界面的两自由度动力学模型。利用龙格库塔方法求解不同接触状态下磁头的动态响应,结果表明:当磁头降低到一定飞行高度,头盘接触会导致磁头的自激振动,该动力学行为是造成磁头飞行失稳的关键因素。为了验证上述头盘界面接触动力学模型的准确性,选用物理参数相同的磁头开展过载状态下的动态响应测试,发现模型理论计算值与实验测试结果的相对误差不超过8%,验证了模型的准确性。

关键词：硬盘头盘界面接触模型自激振动

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一种新的考虑接触角的弓网接触模型

振动与冲击 2019年第2期38卷 265-270页

作者：周宁蔚超邹欢邹栋张卫华赵晨西南交通大学牵引动力国家重点实验室成都610031 广州铁路(集团)公司广州510000

通过考虑弓网滑动接触过程中实际存在的接触角的影响,对Lankarani提出的赫兹接触模型进行修正,提出了一种新的弓网接触模型,并与传统接触模型和Lankarani赫兹接触模型进行对比,辨识了不同接触模型对弓网系统动力学性能的影响。结果表明... 详细信息

通过考虑弓网滑动接触过程中实际存在的接触角的影响,对Lankarani提出的赫兹接触模型进行修正,提出了一种新的弓网接触模型,并与传统接触模型和Lankarani赫兹接触模型进行对比,辨识了不同接触模型对弓网系统动力学性能的影响。结果表明:与经典接触模型相比,赫兹接触模型考虑了弓网间阻尼的影响,使得后者较前者在高速条件下接触力变化更为平缓;新接触模型与Lankarani接触模型相比,在高速条件下接触力变化更为剧烈,特别是在定位器附近;在高速条件下,弓网间阻尼以及接触角对接触力的影响不可忽略,采用新提出的接触模型进行弓网动力学仿真更为合理。

关键词：接触网受电弓接触模型接触角阻尼

小麦籽粒振动筛分黏弹塑性接触模型构建及其参数标定

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农业工程学报 2018年第15期34卷 37-43页

作者：刘凡一张舰陈军西北农林科技大学机械与电子工程学院杨凌712100

为更好地模拟小麦籽粒(麦粒)振动筛分过程,该文在现有离散元接触模型基础上,通过EDEM软件应用程序编程接口,构建了一种麦粒黏弹塑性接触模型。该接触模型法向方向通过将Kuwabara and Kono非线性黏弹性接触模型中的黏性耗散项引入Thornto... 详细信息

为更好地模拟小麦籽粒(麦粒)振动筛分过程,该文在现有离散元接触模型基础上,通过EDEM软件应用程序编程接口,构建了一种麦粒黏弹塑性接触模型。该接触模型法向方向通过将Kuwabara and Kono非线性黏弹性接触模型中的黏性耗散项引入Thornton滞回接触模型进行构建;切向方向采用简化Thornton切向接触模型;滚动摩擦力矩计算同Hertz-Mindlin(no slip)接触模型。法向模型参数标定采用单轴加载-卸载试验、碰撞试验,分别构建了模拟-试验接触力误差平方和与麦粒屈服重叠量、恢复系数与法向阻尼系数的二阶回归方程,得到麦粒屈服重叠量为7.63×10-6 m,麦粒-麦粒/钢板法向阻尼系数分别为190.68和306.65。切向模型参数利用旋转鼓试验进行标定,得到最佳麦粒-麦粒/钢板静摩擦系数组合为0.40和0.44。最后利用振动筛分试验对所标定参数进行验证,模拟与试验所得筛下麦粒质量分数最大误差为8.97%,模拟中筛下物分布规律与试验结果无显著性差异,表明所建立的接触模型及标定的参数能够很好地模拟麦粒振动筛分过程。该文也可为其他农业物料黏弹塑性接触模型构建及其参数标定提供参考。

关键词：计算机仿真模型农作物离散元小麦籽粒黏弹塑性接触模型参数标定

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天山现今地壳变形的非连续接触模型模拟

中南大学学报（自然科学版） 2011年第9期42卷 2754-2762页

作者：雷显权陈运平赵炯洋中南大学地球科学与信息物理学院计算地学研究中心湖南长沙410083

通过有限元数值模拟的方法,利用物理接触模型模拟断裂的非连续运动,计算GPS观测结果约束下天山的地壳运动变形,探讨天山东西部差异性地壳缩短的动力学机制。研究结果表明:天山现今地壳运动方向基本为NNE—NE向,运动速度由西南往北、往... 详细信息

通过有限元数值模拟的方法,利用物理接触模型模拟断裂的非连续运动,计算GPS观测结果约束下天山的地壳运动变形,探讨天山东西部差异性地壳缩短的动力学机制。研究结果表明:天山现今地壳运动方向基本为NNE—NE向,运动速度由西南往北、往东逐渐减小;在活动断裂两侧,地壳的运动状态没有大的跳变;天山现今地壳构造应力场以近南北向挤压为主,这种应力环境导致地壳发生与之相应的近南北向缩短变形;受到山体内部块体几何形态和力学性质差异的影响,天山的地壳变形并不均匀,而且地壳缩短的主方向在东西部出现微小变化:中部为近N—S向,往西偏为NNW向,往东偏为NE向;塔里木盆地的顺时针旋转导致它对天山的挤压强度由西向东逐渐减弱,在这种西强东弱的不对等挤压作用下,天山便呈现出由西向东逐渐减弱的差异性地壳缩短变形特征。

关键词：天山地壳变形接触模型数值模拟不连续运动

基于基底长度的粗糙表面分形接触模型的构建与分析

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摩擦学学报 2014年第4期34卷 341-347页

作者：丁雪兴严如奇贾永磊兰州理工大学石油化工学院甘肃兰州730050

为建立更为精确的粗糙表面接触模型,根据微凸体变形特征、分形理论以及摩擦的作用,从微观角度基于基底长度建立了粗糙表面分形接触模型.通过与其他粗糙表面接触模型和实验数据的比较,验证了本文模型的正确与合理,并由数值仿真分析了分... 详细信息

为建立更为精确的粗糙表面接触模型,根据微凸体变形特征、分形理论以及摩擦的作用,从微观角度基于基底长度建立了粗糙表面分形接触模型.通过与其他粗糙表面接触模型和实验数据的比较,验证了本文模型的正确与合理,并由数值仿真分析了分形维数、接触载荷与真实接触面积之间的相互关系.分析结果表明:特征尺度一定时,要维持一定的真实接触面积,分形维数越大,所需要的力也越大;分形维数与特征尺度一定时,随着载荷的增加,接触面积也在增加;特征尺度与接触力一定时,随着分形维数的增大,真实接触面积在减小.该模型的建立为进一步研究粗糙表面的摩擦、磨损与润滑提供了理论依据.

关键词：粗糙表面微凸体分形基底长度接触模型

考虑驱动和负载状态的三自由度超声电机接触模型研究

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振动与冲击 2021年第3期40卷 172-177,186页

作者：李争赵亮郭鹏于絮泽河北科技大学电气工程学院石家庄050018

建立了一种考虑不同运转情况的对于三定子多自由度超声电机的接触模型。介绍了三自由度超声电机的基本原理和结构并计算得出了其驱动转矩,引入Hertz接触理论和Mindlin理论对摩擦情况进行分析,考虑了摩擦因数的动态非线性和摩擦力分布的... 详细信息

建立了一种考虑不同运转情况的对于三定子多自由度超声电机的接触模型。介绍了三自由度超声电机的基本原理和结构并计算得出了其驱动转矩,引入Hertz接触理论和Mindlin理论对摩擦情况进行分析,考虑了摩擦因数的动态非线性和摩擦力分布的非线性变化,提出了一种新型的接触模型,改进了传统的线性摩擦模型;通过转矩关系和摩擦模型对电机不同运动情况下摩擦力分布进行分析,并用Matlab绘制相应的摩擦力分布图。分析结果验证了三自由度超声电机合理性,说明了三相压电定子接触状态根据驱动情况和负载而定,为进一步的优化设计和性能改进奠定了基础。

关键词：多自由度球形电机转矩接触模型

考虑等效曲率的超二次曲面单元非线性接触模型

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力学学报 2018年第5期50卷 1081-1092页

作者：王嗣强季顺迎大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室大连116023

基于连续函数包络的超二次曲面单元可有效地描述自然界和工业生产中的非球体颗粒形态,并通过非线性迭代方法精确计算单元间的接触力.对于具有复杂几何形态的超二次曲面单元,线性接触模型不能准确地计算不同接触模式下的作用力.考虑超二... 详细信息

基于连续函数包络的超二次曲面单元可有效地描述自然界和工业生产中的非球体颗粒形态,并通过非线性迭代方法精确计算单元间的接触力.对于具有复杂几何形态的超二次曲面单元,线性接触模型不能准确地计算不同接触模式下的作用力.考虑超二次曲面单元相互作用时不同颗粒形状及表面曲率的影响,本文发展了相应的非线性黏弹性接触模型.该模型将不同接触模式下的法向刚度和黏滞力统一表述为单元间局部接触点处等效曲率半径的函数;切向接触作用则借鉴基于Mohr-Coulomb摩擦定律的球体单元非线性接触模型的计算方法.为检验超二次曲面单元接触模型的可靠性,对球形颗粒间的法向碰撞、椭球体颗粒间的斜冲击过程、圆柱体的静态堆积和椭球体的动态卸料过程进行离散元模拟,并与有限元数值结果及试验结果进行对比验证.计算表明,考虑接触点处等效曲率半径的超二次曲面非线性接触模型可准确地计算单元间的接触碰撞作用,并合理地反映非球形颗粒体系的运动规律.在此基础上进一步分析了不同长宽比和表面尖锐度对卸料过程中颗粒流动特性的影响,为非球形颗粒材料的流动特性分析提供了一种有效的离散元方法.

关键词：离散单元法超二次曲面单元等效曲率半径非线性黏弹性接触模型