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由地震震源机制解和摩擦参数推测莱茵地堑应力场

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地壳构造与地壳应力 1998年第2期 9-29页

作者： Plene.,T 韩德润

摩擦诱发振动中摩擦参数对接触状态转变的影响

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新潮电子 2023年第12期 172-174页

作者：吕志朋王立强赵凤芹于震梁沈阳化工大学机械与动力工程学院辽宁沈阳110142 营口理工学院机械与动力工程学院辽宁营口115014

为了开展摩擦诱导振动(FIV)的能量收集、减振和稳定性分析等应用研究,建立FIV在滑动运动方向上的数学模型研究摩擦参数对摩擦状态转换的影响。分析研究μs、μ_(D)和C对摩擦接触状态转变的影响。结果表明:在一个周期内,C和μ_(s)越大,... 详细信息

为了开展摩擦诱导振动(FIV)的能量收集、减振和稳定性分析等应用研究,建立FIV在滑动运动方向上的数学模型研究摩擦参数对摩擦状态转换的影响。分析研究μs、μ_(D)和C对摩擦接触状态转变的影响。结果表明:在一个周期内,C和μ_(s)越大,产生的黏附时间越长,转变周期越长;随着μ_(D)的增加,在一个周期中黏附时间占比就越小。C和μ_(D)对初次粘着时间和振幅基本无影响;μs越大,结构幅值和系统的最大静摩擦力就会越大,从静态状态转换到滑动接触状态的时间越长;μ_(D)越大,滑动摩擦力就会越大,反弹距离和黏滞时间越短;C越大,摩擦力下降的速度越快,结构达到下一个黏滞状态的时间就越短;参数C超过20时,对摩擦转化的影响极小。

关键词：摩擦诱发振动迭代法摩擦参数摩擦状态转换

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不同重力环境下空间机构电机驱动力差异

宇航学报 2020年第11期41卷 1456-1465页

作者：刘福才曹志琼张晓李倩燕山大学工业计算机控制工程河北省重点实验室秦皇岛066004

为了分析空间机构在不同重力环境中的驱动力差异,以单关节机械臂为研究对象,进行不同重力环境下直流电机驱动力差异分析。首先基于拉格朗日方程推导出单关节机械臂的动力学模型,为分析不同重力环境下,负载、摩擦和转速的变化对电机驱动... 详细信息

为了分析空间机构在不同重力环境中的驱动力差异,以单关节机械臂为研究对象,进行不同重力环境下直流电机驱动力差异分析。首先基于拉格朗日方程推导出单关节机械臂的动力学模型,为分析不同重力环境下,负载、摩擦和转速的变化对电机驱动力的影响,通过设计一套基于单关节驱动的机械臂试验装置,进行地面重力环境、地面模拟微重力环境和落塔微重力环境试验。然后基于试验数据详细分析了不同重力环境下空间机构电机驱动电流的差异,并基于试验数据对电机动力学方程中的摩擦参数进行辨识,从而获得基于试验数据修正的机械臂动力学仿真模型,为空间机构动力学设计与应用提供理论与试验依据。

关键词：空间机构微重力电机驱动力落塔试验摩擦参数

接触式机械密封混合润滑状态摩擦演化规律研究

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摩擦学学报 2023年第11期43卷 1241-1253页

作者：毕浩程郝木明任宝杰孙鑫晖李勇凡李天照刘馥瑜厉晓英中国石油大学(华东)新能源学院山东青岛266580 东营海森密封技术有限公司山东东营257067

接触式机械密封在运转中主要处于混合润滑状态,为探究其混合润滑状态下摩擦机理,结合粗糙面弹塑性模型,求解考虑密封端面粗糙度效应的雷诺方程,探究了转速和介质压力等工况条件对密封混合润滑状态密封摩擦参数的影响,推导了密封声发射... 详细信息

接触式机械密封在运转中主要处于混合润滑状态,为探究其混合润滑状态下摩擦机理,结合粗糙面弹塑性模型,求解考虑密封端面粗糙度效应的雷诺方程,探究了转速和介质压力等工况条件对密封混合润滑状态密封摩擦参数的影响,推导了密封声发射波能量公式,将密封混合润滑状态分为磨损期和稳定期,应用1.5维谱理论提取密封特征频率,探究混合润滑状态摩擦演化规律.研究结果表明摩擦参数影响密封声发射波能量幅值且密封摩擦形式随混合润滑状态发生变化:在磨损期,微凸体接触特征频率幅值较大,密封端面间摩擦以微凸体接触为主;在稳定期,流体膜黏性剪切摩擦特征频率幅值变大,黏性剪切效应增强,密封端面只存在局部微凸体接触.所得结论对接触式机械密封混合润滑状态摩擦机理的研究具有一定的理论指导意义.

关键词：接触式机械密封混合润滑摩擦参数 1.5维谱演化规律

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基于LuGre摩擦模型的有杆抽油系统动态特性分析

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中国机械工程 2009年第18期20卷 2236-2240页

作者：刘柏希刘宏昭湘潭大学湘潭411105 西安理工大学西安710048

针对低速换向时定向井有杆抽油系统摩擦力表现出的非线性特性,采用LuGre摩擦模型来描述该系统的摩擦行为,在此基础上对该系统的动态特性进行分析。介绍了LuGre摩擦模型,并给出了符合工程应用的模型参数数值;将抽油杆柱的振动视为多级杆... 详细信息

针对低速换向时定向井有杆抽油系统摩擦力表现出的非线性特性,采用LuGre摩擦模型来描述该系统的摩擦行为,在此基础上对该系统的动态特性进行分析。介绍了LuGre摩擦模型,并给出了符合工程应用的模型参数数值;将抽油杆柱的振动视为多级杆的纵向振动,对杆柱单元进行受力分析,结合有限元和有限差分法建立了杆柱的载荷和位移递推公式,并给出了杆柱载荷和位移的边界条件以及杆柱运动的初始条件;给出了分析实例,并将分析结果与采用经典库仑摩擦模型的计算结果进行了对比。对比结果表明,LuGre摩擦模型能较好地反映低速换向时定向井有杆抽油系统摩擦力的非线性特性,基于LuGre摩擦模型计算得到的泵功图更接近真实工况。

关键词：摩擦非线性 LuGre摩擦模型摩擦参数动态仿真有杆抽油系统

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金属体积成形中摩擦描述与评估研究进展

锻压技术 2021年第10期46卷 1-11页

作者：张大伟李智军杨光灿赵升吨西安交通大学机械工程学院陕西西安710049 西安航天动力研究所陕西西安710100

采用合理的摩擦模型、测定准确的摩擦参数与恰当的评估体积成形摩擦条件对体积成形工艺路径的制定和优化十分重要。由于金属体积成形过程中的高压、高温、工艺参数多样性及其之间复杂的非线性关系,使得体积成形中工件和模具之间接触面... 详细信息

采用合理的摩擦模型、测定准确的摩擦参数与恰当的评估体积成形摩擦条件对体积成形工艺路径的制定和优化十分重要。由于金属体积成形过程中的高压、高温、工艺参数多样性及其之间复杂的非线性关系,使得体积成形中工件和模具之间接触面上的摩擦描述与评估较为困难。为了适用不同工艺条件,不断发展和改进多种形式的摩擦模型与摩擦测试试验,从摩擦模型、摩擦评估测试方法、不同模型中摩擦参数的对应关系等方面评述了金属体积成形摩擦的描述与评估研究进展,详细阐述了几种适用性强、具有应用前景的摩擦模型结构形式、数值化特征、适用范围与摩擦参数测定方法。

关键词：体积成形摩擦模型接触面积摩擦测试评估摩擦参数

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服装拉链摩擦机械安全性测试方法优化及建立

现代纺织技术 2017年第4期25卷 36-42页

作者：吴建中张娜王赵孙世元汤石艳魏晓英黄益嘉兴市产品质量检验检测院国家服装辅料产品质量监督检验中心(浙江) 浙江嘉兴314050 浙江理工大学生态染整技术教育部工程研究中心杭州310018

为了建立服装拉链磨损机械安全性的测试评价方法,在典型织物拉链摩擦损伤特性研究基础上,研究了自制拉链摩擦试验机的摩擦参数(摩擦负重、速度以及角度)对织物摩擦损伤性能的影响,并对比了两种标准织物摩擦试验的精确性和稳定性,最终确... 详细信息

为了建立服装拉链磨损机械安全性的测试评价方法,在典型织物拉链摩擦损伤特性研究基础上,研究了自制拉链摩擦试验机的摩擦参数(摩擦负重、速度以及角度)对织物摩擦损伤性能的影响,并对比了两种标准织物摩擦试验的精确性和稳定性,最终确定了以标准蚕丝织物作为磨料的拉链摩擦机械安全性评价方法及测试参数。

关键词：拉链摩擦损伤摩擦参数磨料测试方法

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2008年汶川地震震后余滑研究

2008年汶川地震震后余滑研究

作者：汪雷中国地震局地震研究所

学位级别：硕士

2008年5月12日,四川省汶川Ms8.0级地震发生在四川盆地和青藏高原之间龙门山断裂带的彭灌断裂和映秀-北川断裂上。此次地震给人民生命财产带来了巨大的损失。本文通过研究汶川地震的震后余滑,进一步了解龙门山逆冲推覆系统的断层形变和... 详细信息

2008年5月12日,四川省汶川Ms8.0级地震发生在四川盆地和青藏高原之间龙门山断裂带的彭灌断裂和映秀-北川断裂上。此次地震给人民生命财产带来了巨大的损失。本文通过研究汶川地震的震后余滑,进一步了解龙门山逆冲推覆系统的断层形变和应力加载过程。目前对于汶川地震余滑的研究,大多采用运动学反演的方法,能够最佳地符合观测数据,但只考虑断层余滑的模拟效果,缺乏对余滑物理机理的研究;对其他地震的余滑研究表明,采用应力驱动的余滑模型模拟震后余滑,能够合理地解释余滑发生的动力学机制和有效地模拟断层余滑分布。因此,本文基于应力驱动的余滑模型,研究汶川地震震后余滑的物理机理并对断层余滑进行动力学模拟。主要完成以下工作:***数据处理与形变分析。利用GNSS Bernese5.2软件,对汶川地震断层周边22个GNSS站点震后30个月的观测数据进行处理,提取出震后形变的时间序列;采用对数函数模型对震后形变的时间序列进行模拟,得到各GNSS站点东向和北向震后一年的形变拟合曲线。结果表明:震后早期站点的形变量快速增大,随着时间变化增大速率迅速衰减;从断层的西南到东北,断层上盘的GNSS站点运动方向呈现东偏南-东向-东偏北的变化特征。2.汶川地震库仑应力变化的计算和分析。利用PSGRN/PSCMP软件,基于地壳分层的黏弹性半空间位错模型计算库仑应力变化。1)以王琪等(2011)的同震滑动分布模型为源断层模型,计算汶川地震断层周围10km深度面的库仑应力变化;利用变化系数评价接收断层走向、倾角、滑动角、摩擦系数和Skempton系数对库仑应力变化可靠性的影响。结果表明:不可靠的库仑应力变化主要分布在断层附近以及库仑应力变化正值区和负值区的交界处;接收断层的倾角对库仑应力变化可靠性的影响最大。2)根据谭凯(2012)模型的断层几何重新划分子断层块,得到新的同震滑动分布模型,以此为源断层模型和接收断层,计算汶川地震断层面的同震库仑应力变化。结果表明:对照同震滑动分布模型,同震库仑应力变化正值主要分布在同震滑动凹凸体周围;断坡和滑脱层之间的转换区域附近,同震滑动变化梯度大,库仑应力变化值较大,最大值约为6MPa。3.汶川震后余滑动力学模拟。基于速率增强摩擦余滑,分别考虑断层摩擦属性的均匀性、横向和纵向差异性,对汶川地震断层的余滑进行均匀模拟、分段模拟以及分段分层模拟,并分析以上模拟结果的动力学余滑分布特征。1)利用Chang(2013)动态数值模拟方法,以GNSS震后观测数据为约束,以断层面的同震库仑应力变化为余滑驱动力,采用模拟退火算法,模拟得到最优的断层摩擦参数,结果表明摩擦参数的最优值如下:均匀模拟中为6.0×10;分段模拟中北川-青川段为4.4×10,映秀-北川段为2.7×10,彭灌段为24.2×10,其中映秀-北川段的速率增强效应最弱;分段分层模拟中北川-青川段0km为4.9×10、87km为2.5×10,映秀-北川段0km为2.5×10、87km为2.2×10、179km为0.7×10,彭灌段0km为25.6×10、87km为5.2×10,断层的速率增强效应随深度的增大而减弱。2)根据模拟出的断层摩擦参数,计算汶川地震的震后余滑分布,结果表明:震后余滑都主要发生在同震滑动凹凸体的周围,与同震库仑应力变化正值的分布相似;断层余滑的峰值,均匀模拟中为0.851m、分段模拟中为1.160m、分段分层模拟中为1.373m;地面GNSS站点的形变模拟值和观测值间不符值的均方根误差(RMS),均匀模拟中为14.7mm、分段模拟中为13.7mm、分段分层模拟中为13.0mm。3)断层摩擦参数随深度的增大而减小,余震分布占比随深度的增大而减小,则汶川地震断层摩擦参数和余震分布占比随深度变化可能呈正相关的关系。4.汶川震后余滑运动学反演及对比分析。利用约束最小二乘算法,基于Okada(1985)弹性半空间位错理论反演汶川地震断层的余滑分布,平滑因子为0.008,约束边界映秀-北川-青川段为0m和1.5m、彭灌段为0m和0.5m。结果表明震后余滑主要发生在同震滑动凹凸体的周围,断层余滑峰值约为1m,位于汉旺和草坡段的深部滑脱层上。将以上结果与动力学模拟结果进行比较,余滑都主要分布在同震过程中没有滑动或滑动量小的区域,运动学反演结果中余滑分布面积大且平滑,与观测值符合得很好;动力学模拟结果中余滑分布面积小、滑动峰值大,站点模拟的运动趋势基本符合观测但形变量差异较大。本文通过以上动力学数值模拟方法得到汶川地震断层摩擦参数的分布,根据摩擦参数的分布分析了汶川地震断层的摩擦属性特征及其与余震分布的相关性;从动力学的角度分析了汶川地震断层震后余滑分布及其变化特征,为地震周期内强震孕育发生形变及应力演化动力学模拟提供了可靠的物性参数;利用运动学和动力学两种方法模拟汶川地震的震

关键词：汶川地震震后余滑库仑应力变化速率增强摩擦余滑摩擦参数动力学模拟

鲜水河断裂西北段地震周期过程滑动分布的时空演化及机理研究

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鲜水河断裂西北段地震周期过程滑动分布的时空演化及机理研究

作者：杨见兵中国地震局地震研究所

学位级别：硕士

鲜水河断裂位于四川省内,属于青藏高原内部巴颜喀拉和川滇块体的边界,区域断层活动剧烈,地震发生频繁,地震危险性较高。其西北段断层发生过多次M大地震,如1893年八美地震、1923年仁达地震、1981年道孚地震和1973年炉霍地震,此四次地震... 详细信息

鲜水河断裂位于四川省内,属于青藏高原内部巴颜喀拉和川滇块体的边界,区域断层活动剧烈,地震发生频繁,地震危险性较高。其西北段断层发生过多次M大地震,如1893年八美地震、1923年仁达地震、1981年道孚地震和1973年炉霍地震,此四次地震的地表破裂均位于鲜水河断裂西北段,总长度约200 km,并存在破裂重叠区。本文基于弹性半空间模型和最小二乘算法,利用同震地质考察资料反演地震滑动分布模型,跨断层短基线数据反演鲜水河断裂西北段断层滑动分布的时空演化;再采用速率-状态准则估计断层摩擦参数,综合分析该区域地震孕育与发生的物理机制;最后构建鲜水河断裂西北段横向非均匀断层摩擦属性概略模型,为此区域地震危险性评估提供参考。本文主要完成以下工作:(1)收集仁达地震和炉霍地震地质考察资料及跨断层短基线数据,并根据跨断层短基线时间序列分析,剔除地震同震和季节性形变的影响;再将两类数据转换至东西、南北方向的位移,为进一步反演地震滑动分布模型和断层滑动分布的时空演化提供数据支撑。(2)基于弹性位错模型和最小二乘算法,采用运动学方法反演仁达地震和炉霍地震同震滑动分布模型,及鲜水河断裂西北段断层滑动分布的时空演化特征。本文研究结果表明,仁达地震同震滑动分布的最大滑动量约3.3 m,位于炉霍县大寨村附近,矩震级为Mw7.0;炉霍地震同震滑动分布的最大滑动量约3.7 m,位于旦都附近,矩震级为Mw7.3;两次地震的最大滑动量均位于地壳浅部 km,且震源机制相似,均以左旋走滑为主。1976980年,断层滑动分布显示虾拉沱附近存在最大滑动量,约25.6 mm,共释放地震矩M=1.61×1077 N·m(Mw5.47);1976990年、1976000年和1976010年的累积滑动随着时间积累不断增加,34年累积最大滑动量位于虾拉沱附近,约140 mm。(3)根据断层滑动分布时空演化估计断层平均滑动速率和震后滑动积累的时空演化规律。本文研究结果表明,虾拉沱附近蠕滑显著,可能主要受1973年炉霍地震同震和震后的影响;1976980年平均滑动速率约7 mm/yr,1990000年逐渐减小至3 mm/yr。其中,1990000年与2000010年的平均滑动速率大致相同,故推测1990年以后,局部区域以长期滑动速率为主,且推断1973年炉霍地震的震后效应可能持续至1990年。通过分析鲜水河断裂目前已有的研究结果,发现采用不同的数据和数值模拟方法计算鲜水河断裂深部的长期滑动速率,其结果略有差异。(4)基于库仑破裂准则,利用本文地震破裂模型,计算仁达地震同震和震后库仑应力变化,结合地震平均复发间隔,分析仁达地震对炉霍地震的应力触发作用。本文研究结果表明,仁达地震同震及震后效应引起炉霍地震震中区域的库仑应力增强约29.79 kPa,达到地震触发阈值10 kPa,对炉霍段断层产生较大的应力积累,再综合炉霍段和仁达-恰叫段的地震复发周期分析,故推断仁达地震对炉霍地震的发生具有一定的触发作用。(5)利用随时空演化的断层滑动分布和炉霍地震滑动分布模型,采用Scholz解析法和结合同震应力的Perfettini解析法,研究确定断层摩擦参数,为动力学方法研究地震孕育与发生的物理机制提供参考基础。本文研究结果表明,虾拉沱附近(B区域)蠕滑显著,摩擦参数最大值约0.052,其次侏倭附近(A区域)约0.01,沟普附近(C区域)约0.008。由于观测资料均属于近场数据,使用两种不同的方法分别研究摩擦参数随深度的变化,发现两种方法研究结果在地壳深部5 km以下部分存在较明显的差异,但在浅部0 km基本一致,总体差异RMS≤0.002。(6)根据川西高原已有研究的地壳分层结构,对鲜水河断裂西北段断层进行分层,并确定断层摩擦参数与蠕滑属性的分布,构建横向非均匀断层摩擦属性概略模型,分析地震破裂与蠕滑行为的相互影响。基于断层属性、断层活动性、微地震分布、地震平均复发周期及地质考察研究,综合分析,推断老乾宁附近存在M地震危险性。

关键词：鲜水河断裂炉霍地震库仑应力摩擦参数地震危险性