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颗粒流驱动变刚度弯曲软体驱动器的设计及运动仿真

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中国机械工程 2020年第8期31卷 890-897页

作者：韩奉林李鹏李明辉田亮中南大学机电工程学院长沙410012 中南大学轻合金研究院长沙410012 中南大学高性能复杂制造国家重点实验室长沙410012

为提高软体机器人的承载能力,利用颗粒物质兼具流体和阻塞刚化的特性,设计了一种变刚度弯曲软体驱动器。以颗粒物质力学为指导,设计并制造了变刚度弯曲软体驱动器样机。通过试验获得了分别描述颗粒物质和变形腔材料的联合弹塑性模型、Og... 详细信息

为提高软体机器人的承载能力,利用颗粒物质兼具流体和阻塞刚化的特性,设计了一种变刚度弯曲软体驱动器。以颗粒物质力学为指导,设计并制造了变刚度弯曲软体驱动器样机。通过试验获得了分别描述颗粒物质和变形腔材料的联合弹塑性模型、Ogden超弹本构模型,提出了软体驱动器运动过程的有限元仿真方法,搭建了变刚度软体驱动器实验平台。实验与仿真获得的弯角误差约为15.6%,利用颗粒阻塞原理可使承载能力提高约1.75倍。

关键词：软体驱动器颗粒流变刚度阻塞运动仿真

颗粒流强度折减法和重力增加法的边坡安全系数研究

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岩土力学 2009年第6期30卷 1549-1554页

作者：周健王家全曾远贾敏才同济大学地下建筑与工程系上海200092 同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室上海200092 中交第三航务工程勘察设计院有限公司上海200032

将强度折减法和重力增加法的思路引入离散单元法,对土坡安全系数的评价作尝试性研究。运用颗粒流软件,采用强度折减法和重力增加法对边坡进行稳定分析。结果表明颗粒流计算得到的结果与有限元和条分法计算结果比较接近,为计算边坡稳定... 详细信息

将强度折减法和重力增加法的思路引入离散单元法,对土坡安全系数的评价作尝试性研究。运用颗粒流软件,采用强度折减法和重力增加法对边坡进行稳定分析。结果表明颗粒流计算得到的结果与有限元和条分法计算结果比较接近,为计算边坡稳定开辟了一条新的途径。采用颗粒流求解边坡的安全系数不需要条分,也即不需要对条间力做假定,同时不需要假定滑移面的位置和形状,颗粒根据所受到的接触力调整其位置,最终从抗剪强度最弱面发生剪切破坏。最后对强度折减法的不等比例折减提出了不同观点,为今后的研究提供思路。

关键词：颗粒流离散元强度折减法重力增加法安全系数

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颗粒流润滑的现状和展望

摩擦学学报 2008年第6期28卷 567-575页

作者：王伟刘焜合肥工业大学摩擦学研究所安徽合肥230009

颗粒流润滑的思路是将固体材料以颗粒(粉末)状态直接导入摩擦副,使摩擦间隙充满固体颗粒,利用微小颗粒的摩擦、变形、碰撞、挤压和滑滚等微观运动,减少作相对运动两表面微凸体的直接接触,从而达到减少摩擦和保护表面的目的.总结了颗粒... 详细信息

颗粒流润滑的思路是将固体材料以颗粒(粉末)状态直接导入摩擦副,使摩擦间隙充满固体颗粒,利用微小颗粒的摩擦、变形、碰撞、挤压和滑滚等微观运动,减少作相对运动两表面微凸体的直接接触,从而达到减少摩擦和保护表面的目的.总结了颗粒流润滑在航天磁悬浮备用轴承、径向轴承、制动器、磨削加工、压铸加工等工程领域中的研究和应用现状.分析和对比了已有的颗粒流润滑理论如类流体润滑理论、碰撞动理学润滑理论、离散单元和元胞自动机理论,指出摩擦间隙中颗粒流行为和颗粒接触模型是颗粒流润滑理论的关键问题.最后,从多尺度特性、非连续特性、环保等角度对颗粒流润滑在未来的进一步发展进行了展望.

关键词：颗粒流粉末润滑摩擦副非连续

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颗粒流移动床换热器单元研究

工程热物理学报 2019年第2期40卷 403-408页

作者：郭志罡杨剑胡映学王秋旺西安交通大学热流科学与工程教育部重点实验室西安710049

本文采用双欧拉方法模拟管壁间细粒径颗粒流流动换热,分析颗粒密度、比热容、入口流速、导热系数与颗粒直径对换热的影响。主要结论如下:颗粒与管壁间平均换热系数随颗粒密度,比热容及入口流速增大升高,但热回收效率随之下降。增大导热... 详细信息

本文采用双欧拉方法模拟管壁间细粒径颗粒流流动换热,分析颗粒密度、比热容、入口流速、导热系数与颗粒直径对换热的影响。主要结论如下:颗粒与管壁间平均换热系数随颗粒密度,比热容及入口流速增大升高,但热回收效率随之下降。增大导热系数则使换热系数与效率同时增加,但对换热系数的强化效果不如前者。当颗粒直径增大时,气膜热阻会迅速增大,而中央核心区热阻有减少的趋势。故强化换热时,对细粒径颗粒需减少核心区热阻;对大粒径颗粒则需减少气膜热阻。

关键词：颗粒流双欧拉方法传热系数

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颗粒流模拟土的工程特性(英文)

岩土工程学报 2006年第3期28卷 390-396页

作者：周健苏燕池永同济大学地下建筑与工程系上海200092

本文基于颗粒流理论,引入不同的颗粒接触连接本构模型,分别建立了砂土和粘性土的颗粒流模型。通过颗粒流数值模型试验,从细观力学角度对土的工程力学特性作了初步的研究。对砂土和粘性土的室内平面应变试验及其剪切带形成和发展进行了... 详细信息

本文基于颗粒流理论,引入不同的颗粒接触连接本构模型,分别建立了砂土和粘性土的颗粒流模型。通过颗粒流数值模型试验,从细观力学角度对土的工程力学特性作了初步的研究。对砂土和粘性土的室内平面应变试验及其剪切带形成和发展进行了数值模拟,分别对比了不同围压下颗粒流试样与室内试验的应力应变关系曲线,基本再现了砂土和粘性土试样应力-应变关系。通过分析围压-时步曲线、体变曲线和不同阶段的颗粒位移场的变化规律,研究了剪切带的形成与发展规律。

关键词：砂:粘土细观力学颗粒流应力-应变关系剪切带

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颗粒流模拟和流体与颗粒相互作用分析

浙江大学学报（工学版） 2007年第11期41卷 1932-1936页

作者：罗勇龚晓南吴瑞潜浙江大学岩土工程研究所浙江杭州310027

以Darcy定律为理论基础,利用Navier-Stokes、Ergun和Wen & Yu方程推导了适用于不同孔隙率、不同雷诺数的流体压力梯度公式,并推导和证明了渗透力和黏滞力是分别作用在颗粒和流体上的一对作用力和反作用力的重要结论.采用PFC颗粒流平台... 详细信息

以Darcy定律为理论基础,利用Navier-Stokes、Ergun和Wen & Yu方程推导了适用于不同孔隙率、不同雷诺数的流体压力梯度公式,并推导和证明了渗透力和黏滞力是分别作用在颗粒和流体上的一对作用力和反作用力的重要结论.采用PFC颗粒流平台和内置的Fish语言,编制程序模拟了颗粒在流体中自由下落的规律以及在不同压力差下渗流梯度和流量的变化规律,结果基本符合Darcy定律.

关键词：渗流黏滞力渗透力 Darcy定律 Fish语言颗粒流

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颗粒流拟流体的本构关系

过程工程学报 2007年第3期7卷 467-471页

作者：边琳王立刘传平北京科技大学机械工程学院北京100083

针对慢速密集颗粒流的特点,采用拟流体的方法,类比具有屈服应力的非牛顿流体,给出了适用于慢速密集颗粒流的本构方程表达形式,建立了用粗糙底面斜槽测量颗粒流当量粘性的数学模型,并以小麦颗粒为例,通过粗糙底面斜槽实验得出了小麦颗粒... 详细信息

针对慢速密集颗粒流的特点,采用拟流体的方法,类比具有屈服应力的非牛顿流体,给出了适用于慢速密集颗粒流的本构方程表达形式,建立了用粗糙底面斜槽测量颗粒流当量粘性的数学模型,并以小麦颗粒为例,通过粗糙底面斜槽实验得出了小麦颗粒流的屈服应力及其本构方程的关键系数.将实验得出的小麦颗粒流本构关系系数作为其当量粘性的特征值对斜面流进行解析计算,体积流量的模型预测值与实验值的相对误差在15%以内.

关键词：拟流体颗粒流本构方程当量粘性

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颗粒流中的冲击力

振动与冲击 2012年第22期31卷 128-131,162页

作者：白光富胡林孔维姝贵州大学理学院贵阳550025

通过实验研究宽沟道内颗粒流冲击力沿沟道分布与不同半径圆形颗粒冲击力,及冲击力谱曲线的渡越行为。结果表明:颗粒流稳定时,冲击力在沟道横向呈抛物线形分布;冲击力随滑移距离L的增大而衰减;单一尺寸颗粒流,稳定时冲击力随颗粒直径增... 详细信息

通过实验研究宽沟道内颗粒流冲击力沿沟道分布与不同半径圆形颗粒冲击力,及冲击力谱曲线的渡越行为。结果表明:颗粒流稳定时,冲击力在沟道横向呈抛物线形分布;冲击力随滑移距离L的增大而衰减;单一尺寸颗粒流,稳定时冲击力随颗粒直径增大而增大;不同尺寸混合颗粒流,冲击力随不同尺寸颗粒质量比增大先增加后趋于饱和,存在指数关系;力谱曲线上升沿与下降沿区别明显。结果对实验研究不同固相比泥石流冲击特性或泥石流理论提供科学借鉴。

关键词：颗粒流冲击力脉动荷载渡越特征

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二维颗粒流从稀疏态到密集态的临界转变

物理学报 2006年第12期55卷 6691-6696页

作者：钟杰彭政吴耀宇史庆藩陆坤权厚美瑛中国科学院物理研究所北京凝聚态物理国家实验室北京100080 北京理工大学应用物理系北京100081

研究了斜槽中的二维颗粒流由稀疏到密集转变的临界现象.在二维颗粒槽的入口流量Q0和出口尺寸d固定的条件下,记录并统计了稀疏流转变为密集流所经历的时间.研究发现,在统计时间内转变不发生的概率C(t)随时间指数衰减,其衰减的特征时间尺... 详细信息

研究了斜槽中的二维颗粒流由稀疏到密集转变的临界现象.在二维颗粒槽的入口流量Q0和出口尺寸d固定的条件下,记录并统计了稀疏流转变为密集流所经历的时间.研究发现,在统计时间内转变不发生的概率C(t)随时间指数衰减,其衰减的特征时间尺度α-1(d)可以很好地由幂律函数a(dc-d)-γ来拟合,其中dc为临界开口尺寸.此临界尺寸的存在确定了稀疏流到密集流转变的临界现象.

关键词：颗粒物质颗粒流非平衡态相变几何相变