基于转动惯量仪的系统摩擦力矩测量

转动摩擦在实际的生活和技术应用中很普遍,因此有必要对转动摩擦进行测量。本文基于转动惯量仪利用光电门结合视频分析的方法测量转动系统的摩擦力矩,并探究不同的钩码质量以及不同的往复周期等对摩擦力矩测量的影响。测量结果表明:摩擦力矩测量方法是可行的。当钩码质量增加,摩擦力矩不断增大,且质量越大对于摩擦力矩的影响越为明显。当质量一定时,摩擦力矩随往复周期的增加而逐渐减小。     

基于COMSOL的磁流变液盘式制动器仿真优化与研究

采用Bingham流体模型分析了磁流变液盘式制动器的制动力矩,设计出一种外绕线圈的单盘式制动器结构,利用COMSOL软件对该结构进行建模、电磁场仿真、制动力矩计算与结构参数优化。研究表明,制动力矩基本与旋转盘的角速度无关,制动过程中制动器可获得相对稳定的制动力矩;在一定的磁动势下,当旋转盘半径增加时,盘式制动器的制动力矩会逐渐增加;增加导磁外壳的厚度有利于约束磁力线,进而提高制动力矩。     

制冷剂润滑的径向波箔气体轴承承载特性分析

制冷离心压缩机采用制冷剂作为润滑介质,不仅能保证整个制冷系统无油,而且可以显著提高制冷能效。以离心压缩机中分别采用R410A和R407C润滑的径向波箔动压气体轴承为研究对象,基于有限差分法对定常雷诺方程和气膜厚度方程进行耦合迭代求解,通过数值计算得到了承载力和摩擦力矩随转速、偏心率和名义半径间隙的变化规律。结果表明：工质为R410A和R407C时,承载力和摩擦力矩均随转速和偏心率的增大而增大,随名义半径间隙的增大而减小。偏心率越大,承载力增大的梯度越大。在相同的蒸发温度条件下,工质为R410A时的承载力更大。名义半径间隙较小时,两种工质的承载力相差较大,但随着名义半径间隙的增大,承载力之间的差值逐渐减小。摩擦力矩是压力流和剪切流的共同作用,工质的动力粘度对摩擦力矩有着直接的影响,动力粘度越大,摩擦力矩也越大。     

多极矩分析的教与学探讨

多极矩展开是一种重要的分析方法，由静态电磁场多极矩展开得到的电多极子和磁多极子是基础而重要的物理模型.多极矩展开表示方法、多极子模型与多极子以及电磁场相互作用是多极矩分析教学的核心内容.本文从上述三个方面展开探讨：给出静态电场和静态磁场的内部和外部多极展开；讨论多极矩展开的不同表示的关系；强调多极子是基于远源处电磁势对源进行的等效点源替代；最后，从受力与力矩方面考察电多极子和磁多极子与外电磁场的相互作用.     

等时量子输运理论

在普遍量子情形下,建立了协变Ｗｉｇｎｅｒ函数的能量矩的等时动力论链和链的截断方案,得到了与低阶矩相关的物理密度量的输运方程和约束方程,并且证明高阶矩都能通过低阶矩表示．     

平面研磨加工中工件转速的理论分析

平面研磨加工中工件转速决定了磨具与工件间的相对运动速度分布,并进而影响磨具和工件的面形精度。在考虑了磨具上金刚石丸片的实际排列以及接触区压强的实际分布的前提下,运用力学和运动学的方法,模拟分析了在固着磨料平面研磨加工中镜盘所受的摩擦力矩。在此基础上,根据稳定加工时力矩平衡原理得出了包含转速的数学公式,并重点探讨了工件半径和偏心矩对工件转速的影响。结果表明,工件转速并不总是等于磨具转速,而是随着偏心矩的增大而逐渐增高,随着工件半径的变化发生起伏波动。     

平面研磨中影响工件起动力矩的因素

本文针对平面研磨过程中工件运动的随机性，从理论上求出了在机床起动瞬间磨具作用于工件上的合力矩；探讨了影响这个力矩的主要因素，偏心距和工件几何尺寸的作用规律；为选择研磨参数提供一理论依据。     

动量守恒定律和角动量守恒定律辨析

辨析了系统动量守恒和角动量守恒的适用条件, 旨在加深学生对动量守恒定律和角动量守恒定律的 理解. 以3个例题为例, 根据实际条件选择参数, 计算了系统的内力和外力的数值, 分析了系统所受合外力( 外力力 矩的矢量和) 远小于系统内力( 内力矩) 的条件. 结果表明, 只定性地根据物体的质量很小就得出物体的重力远小于 系统内力的结论是不充分的, 质量很小的物体的重力是否远小于系统的内力还取决于碰撞前物体的速度; 而外力 力矩的矢量和是否远小于内力矩不仅取决于碰撞前物体的速度, 还取决于碰撞的位置     

魔术套环的动力学分析

定量分析了"魔术套环"的动力学过程,一定的初始转动动能的存在是"魔术套结"的首要条件,即初试转动动能使得圆环可克服铁链的压力矩做功,通过计算可知圆环可转入铁链的最大角度为φ时圆环转动动能为0.在α=φ处圆环所受力矩不平衡,仍有压力矩M_F(线性恢复力矩)的存在,如果忽略空气阻力且铁链无限长,则圆环会在有竖直向下加速度的非惯性系中做简谐运动,只要铁链长度可使得圆环与Z轴角度α满足π/2αφ,就可以使圆环套结.     

空间矩和Zernike矩亚像素边缘算子分析

讨论了空间矩、Zernike矩两个亚像素边缘算子的运行时间和定位精度。分析结果表明,Zernike具有更快的运行速度,当计算3个用于边缘定位的参数时,其运行时间较空间矩算子节约了50%。理论分析了空间矩和Zernike矩算子的关系,并推导出了两个算子边缘距离为l的差值公式。测试结果表明,当两个算子的l都限制在中心像素内时,空间矩算子的边缘厚度多达3个像素,而Zernike矩算子的边缘厚度小于1个像素,可见Zernike矩算子的定位精度为真正的亚像素级。经比较,Zernike矩算子的运行时间和定位精度均好于空间矩算子。     

水泵水轮机在泵工况的导叶水力矩特性

针对水泵水轮机泵工况的导叶水力矩试验中,各被测导叶的水力矩因数并非完全轴对称,本文运用CFD(Computational Fluid Dynamics)数值模拟方法,使用SSTκ-ω湍流模型进行数值计算,分析导叶、转轮区域内部流场,探究导叶水力矩特性及其与内流流态的关联。结果表明:力矩因数值的数值模拟结果和试验结果吻合较好,由试验结果可知各开度下水泵工况的力矩因数值呈现抛物线型规律。导叶开度小于43.0%时,流体绕流导叶产生大量旋涡;且开度越小,涡的强度越大,流动越紊乱;开度在51.2%至67.6%范围内,转轮和导水机构流道内流动平稳。小于43.0%开度时,各导叶的水力矩因数均匀性较差,随着导叶开度减小,水力矩因数和静压值的周期性变差,幅值增大,压力脉动和水力矩脉动均明显增强。     

Gauss声束对离轴椭圆柱的声辐射力矩

利用部分波展开法求解得到了Gauss声束入射下刚性和非刚性椭圆柱的声散射系数,推导了一般情况下的声辐射力矩表达式.在此基础上,通过一系列数值仿真详细分析了离轴距离、入射角度和束腰半径对声辐射力矩的影响.结果表明:正向与负向声辐射力矩均可以在一定条件下存在;低频情况下刚性椭圆柱比非刚性椭圆柱更容易产生较强的声辐射力矩;特定频率的入射声场可以激发出非刚性椭圆柱不同阶的共振散射模式,因而非刚性椭圆柱的声辐射力矩峰值与频率的关系更密切;增加束腰半径有利于扩大散射截面,进而增加椭圆柱的声辐射力矩.该研究结果预期可以为利用声辐射力矩实现粒子的可控旋转和流体黏度的反演提供一定的理论指导.     

发动机喷流对火箭气动特性影响

开展了考虑底部发动机喷流影响的火箭气动特性CFD仿真设计,比较了有/无喷流时火箭附近流场结构、表面压力分布、整体气动力/力矩特性在亚/超声速段的差异,结果显示,发动机喷流对火箭亚声速段的轴向力、法向力和俯仰力矩特性均有较为显著的影响,且有减小尾部空气舵气动控制力矩的影响,而超声速段的影响仅限于轴向力。该仿真结果与飞行试验气动辨识结果较为一致。基于仿真分析结果,可建立一种折中考虑喷流影响的气动特性设计方法,供火箭精细化气动特性设计参考使用。      

基于压缩感知的目标频空电磁散射特性快速分析

矩量法是求解目标电磁散射问题的一种常用数值方法,因其精度较高而被广泛应用.应用矩量法求解目标频空电磁散射特性时,随着入射波的角度和频率的变化,需要间隔很小的角度和频率步长反复求解矩量法生成的矩阵方程,运算量极大.为解决此类问题,本文结合压缩感知理论和渐近波形估计形成一种新的有效计算方法.首先,基于压缩感知理论引入一种富含空间信息的新型入射源,其次,在该入射源照射下应用渐近波形估计技术求解,从而快速实现目标频空电磁散射特性分析.     

转动法测转动惯量实验中定滑轮的高度调节

在用恒力矩转动法测量刚体转动惯量的实验中,分析了定滑轮的高度对刚体所受恒力矩的影响,找到了实验的最佳条件.     

光学炮塔气动载荷的非稳态特性

采用耦合J-B模型的IDDES模型与双时间步LU-SGS方法开展炮塔非稳态气动载荷的数值仿真研究。炮塔流动会发生分离,天顶位置的分离角大于90°;当流动绕过炮塔时,形成马蹄涡、脱落涡街等非稳态流场结构,导致气动载荷也具有非稳态特性;炮塔顶点的脉动静压功率谱在1.6~40.0 kHz进入各向同性均匀湍流的惯性子区,基本满足Kolmogrov的-5/3定律;气动力以阻力为主,横向力的脉动幅值大,气动力矩则以俯仰力矩为主,滚转力矩的脉动幅值大,偏航力矩可以忽略不计;气动力和力矩的功率谱主要集中在1 kHz以下,存在多个尖峰频率,主频约为230 Hz (斯特劳哈尔数为0.15)。在ATP系统设计之初,需要考虑光学炮塔所受气动载荷的非稳态特性,并规避尖峰频率尤其是主频的谐振破坏问题。     

非平面载流线圈的磁矩

本文定义了非平面载流线圈的磁矩，计算了它在均匀磁场中所受的磁力矩，并举例计算了线圈的磁矩和磁力矩。     

刻蚀波导粗糙面散射的矩量法数值分析

用矩量法对刻蚀波导粗糙面的散射特性做出了精确的数值分析基于MonteCarlo方法建立高斯粗糙面数学模型,证明矩量法在分析刻蚀波导散射问题时,是可以应用于不同起伏高度、不同入射角的一种精确而高效的数值方法对不同起伏高度的两种偏振态,分别在小角度入射和大角度入射两种情况的随机散射特性应用矩量法做出了分析并以基于二氧化硅波导的EDG器件为例,分析了由于波导壁粗糙对于器件频谱响应特性的影响.     

磁场对载流线圈的作用

根据力系简化原理,载流线圈在磁场中所受之作用可归结为作用在简化中心的合磁力与对简化中心的合磁力矩,本文推证了合磁力和合磁力矩的计算公式。     

刚体转动惯量测定实验中阻力矩与角速度关系的研究

利用通用计数器测量了刚体转动过程中阻力矩与角速度之间的定性关系,并对在推导刚体转动惯量的测量公式时所采用的近似方法以及测量刚体转动惯量时由于仪器使用的选择对阻力矩带来的影响作以分析,降低误差。