纯滚动圆轮静摩擦力方向的确定

给出了匀质圆轮受力偶或水平力作用在水平地面上作纯滚动时, 其静摩擦力方向的确定方 法. 只受力偶作用作纯滚动的圆轮, 其摩擦力的方向仅取决于外力偶矩的转向, 判断依据为 摩擦力在该圆轮的平面运动中起阻碍圆轮的转动和为圆轮的平移提供主动力两相对的作用. 当圆轮只受水平力作用作纯滚动时, 用刚体平面运动微分方程和动能定理两种方法对摩擦力 方向进行了推导判定, 摩擦力的方向不仅与水平力的作用位置相关, 还与圆轮的大小和相对 质心的惯性半径等因素相关.     

在固定曲面上作平面纯滚动刚体的接触点加速度

用复合运动的方法推导了刚体在固定曲面上作平面纯滚动时接触点加速度的一般公式,该方法较简便严谨.     

平面运动刚体两类瞬心轨迹之间关系的探讨

首先阐述了刚体运动的列阵-矩阵描述方法,然后在阐明刚体瞬心及两类瞬心轨迹等概念的基础上,经过简洁的数学推演,给出了平面运动刚体的动瞬心轨迹与定瞬心轨迹在固定坐标系中投影的运动方程.通过分析二者的运动方程,证明了结论:平面运动刚体任一时刻的动瞬心轨迹在定瞬心轨迹上作纯滚动,接触点即为刚体在该时刻的瞬心固连点.然后通过一个具体算例展示了瞬心轨迹运动方程的求解方法,并讨论了运动方程的物理意义.最后对一般运动刚体的情形进行了简要讨论.     

再论刚体在固定面上纯滚动时接触点的加速度

应用点的速度合成定理和加速度合成定理,推导出刚体在固定曲面上作平面纯滚动时接触点的速度和加速度的计算公式.该方法易于理解.     

一种滞弹簧耗能的新型离散元滚动阻力模型研究

颗粒间滚动阻力对颗粒体系的稳定性起着重要作用. 在传统的离散元法中, 滚动阻力模型通常由转动弹簧、转动黏壶和摩擦元件表达, 颗粒滚动动能由黏滞力(矩)和摩擦力做功耗散. 由于黏滞力(矩)与滚动速度相关, 临近静止状态的颗粒滚动速度变小, 动能耗散减弱, 传统的离散元模拟得到颗粒由滚动到静止耗费的时间比试验观测的结果要长. 为解决这一问题, 基于摩擦学理论分析了滚动阻力产生的材料滞弹性机理, 将其引入离散元滚动阻力模型, 提出了一种速度无关型动能耗散的滞弹簧, 给出了滞弹簧的弹性恢复力计算公式, 建立了一种新型的离散元滞弹性滚动阻力模型(HDEM). 为验证新型滚动阻力模型的正确性, 通过一个光学物理试验对单个圆形颗粒试件的自由滚动过程进行了测量, 将测量数据与新型的滞弹型离散元模型和传统离散元模型计算结果进行了对比. 结果显示, 基于滞弹性滚动阻力模型HDEM计算结果与试验数据吻合程度更高, 而且模拟得到的颗粒摆动频率更符合试验现象.      

在固定曲面上作平面纯滚动刚体的接触点加速度

用复合运动的方法推导了刚体在固定曲面上作平面纯滚动时接触点加速度的一般公式， 该方法较简便严谨.     

刚体在固定面上纯滚时接触点加速度的直接求法————兼与文[1]作者商讨

用直接分析运动刚体接触点曲率中心加速度，由加速度基点法，可直接得到刚体在固定面上纯滚时，其接触点的加速度计算公式结果.     

45~#钢/GCr15钢摩擦副的滚动磨损特性研究

通过对液压式试验台夹具进行改造 ,研制了往复滚动试验装置 ,以实现对运动位移和表面摩擦力的精确控制 .利用该装置考察了表面摩擦力变化对 45 #钢 / GCr15钢摩擦副滚动磨损特性的影响 .结果表明 :随着表面摩擦力的增加 ,钢的滚动磨损明显加剧 ,磨损机制亦发生变化 .     

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对在光滑水平面上可自由移动的圆弧形凹槽内作纯滚动的圆柱体的运动进行了分析，给出了 圆柱体的质心及其边缘上任意一点在静止参考系中的运动轨迹方程和圆柱体严格等时摆动的 条件，并绘出了它们相应的轨迹. 求出了圆柱体在槽内作纯滚动的运动周期，并与圆柱体被 简化为质点时的周期作了比较.     

广义欧拉角及其应用

<正> 处理刚体的三维运动时,通常将其分解为刚体随某基点(例如刚体的质心)的平动及刚体绕此基点的转动;在运动学上这后者等价于刚体绕定点的转动.描述绕定点运动刚体的方位时,可用方向余弦矩阵、欧拉角、欧拉参数、凯里-克莱茵参数等各种方法;但除去刚     

三方程线性弹性-阻尼DEM模型及碰撞参数确定

建立了一种考虑法向接触力、切向接触力(含静滑动摩擦力及动滑动摩擦力)和力矩(含由切向力产生的力矩及静滚动摩擦力矩和动滚动摩擦力矩)的三方程线性弹性-阻尼离散单元模型,并将该模型应用到颗粒物料的三维数值模拟中,讨论了模型中几个重要碰撞参数--刚性系数、阻尼系数及摩擦系数的选择及其对计算结果的影响,同时也探讨了时间步长等计算参数对模拟结果的影响.为了验证算法和参数选择的正确性,本文对几个有代表性的颗粒系统进行了数值试验研究,并对计算结果进行了细致的分析,验证了新模型和参数选择的正确性.     

微液滴在PDMS软基体表面的动态摩擦行为研究

通过固液界面摩擦力测试装置研究了微液滴在PDMS软基体表面运动时的动态摩擦学行为,并对微液滴体积、滑动速度及软基体力学性能对固液界面动态摩擦行为的影响进行了分析. 结果表明:微液滴在软基体表面运动时表现出最大静摩擦力和动态摩擦力. 最大静摩擦力与微液滴黏度和速度梯度呈正比,动态摩擦力与微液滴体积、滑动速度和基体力学性能有关. 随着微液滴体积的增加,三相接触线长度增加,动态摩擦力增加;随着相对滑动速度增加,三相接触线长度及接触角滞后增加,动态摩擦力增加;随着软基体弹性模量降低,固液界面黏附力增加,固液界面运动能量耗散增加,动态摩擦力增加. 研究结果可为PDMS软基体表面微液滴的精确驱动和运动参数优化提供理论指导,也可进一步丰富固液界面摩擦理论.      

Dynamic Modes of One Seismic-Damping Mechanism with Frictional Bonds

The possible states of a system of interacting solids with rolling friction and unilateral sliding friction bonds are analyzed. The system can be used for seismic isolation of buildings. The structures (modes) of motion are established. The basic analytical relations are derived, which are needed to construct a dynamic model of variable structure     

Multicomponent models of friction

The problem of motion of a homogeneous ball on a horizontal plane is considered. It is assumed that the contact patch is of spherical shape, whereas the pressure center does not coincide with the center of the contact patch and is displaced in the sliding direction of the ball. The friction force has two components that are parallel and perpendicular to the sliding velocity; the friction force moment has a vertical component and two horizontal components being parallel and perpendicular to the sliding velocity.     

摩擦与滚阻对被动行走器步态影响的研究

本文研究了圆弧足被动行走器支撑足与地面间的摩擦系数和滚阻系数对被动行走器步态的影响. 首先分别利用扩展的 赫兹接触力模型和LuGre摩擦模型描述了支撑足与地面接触点处的法向支撑力和切向摩擦力,并考虑了行走过程中支撑足 所受的滚动摩阻;其次利用第二类Lagrange方程推导出了该系统的动力学方程,并通过与已有成果的对比确定 了合适的LuGre摩擦模型参数;最后仿真分析了摩擦系数和滚阻系数对被动行走器步态的影响. 研究发现:摩擦系数的改变 虽然对被动行走器行走的平均速度、步幅,以及支撑足接触点处的最大法向接触力的影响较小,但摩擦系数的减小 会改变其行走步态类型,如发生倍周期分岔甚至混沌现象;然而,滚阻系数的改变会对行走器行走的 平均速度、步幅,以及支撑足接触点处的最大法向接触力的影响较大,尚未发现滚阻系数的改变会引起其行走步态的变化.      

INFLUENCE OF FRICTION ON THE MOTION OF BASE WITH AN ECCENTRIC ROTOR

偏心转子惯性力引起的底座运动受到地面摩擦的影响，与光滑情形的理论结果存在定性差异。转子逆时针匀速旋转的惯性力若小于构件总重，则底座随摩擦因子增加而出现连续、一次停顿和两次停顿的振动及完全静止的4种状态。因惯性力对正压力及摩擦力的影响，底座在连续及一次停顿的振动时右向位移较大；而底座跳起时如``蛤蟆夯'则整体向左移动。     

铁基形状记忆合金耐磨性研究

对铁基Ｆｅ－３０Ｍｎ－６Ｓｉ形状记忆合金在滑动和滚动摩擦条件下的耐磨性进行研究，并与正火６５Ｍｎ钢进行对比分析。结果表明：铁基记忆合金在滑动摩擦条件下耐磨性较差，而在滚动摩擦条件下具有较好的耐磨性，为正火６５Ｍｎ钢的近３倍。这是由于在滚动摩擦条件下，作用在铁基形状记忆合金表面微突体的变形大部分为伪弹性变形，而在滑动摩擦条件下铁基记忆合金剪切强度低，更容易造成表面微突体的剥落从而产生严重磨损所致。研     

Dynamic Processes in a Spheroidal Seismic-Damping Mechanism

A mathematical model of a variable-structure system of solids with rolling friction and unilateral sliding friction bonds is described. The model can be applied to seismic isolation mechanisms. Conditions for transition between the possible structures of the equations of state are formulated. The behavior of the system with kinematically defined motion of the base is analyzed as an example__________Translated from Prikladnaya Mekhanika, Vol. 41, No. 1, pp. 119–127, January 2005.