对密封容器中泄漏问题的讨论

大到太空中的飞船,小到一瓶矿泉水,容器的密封都是很重要的．但理论模型对阐明密封器是如何泄漏的过程并不清晰．众所周知,最为大家所熟悉的密封圈是用橡胶制作的,它处于两个接触面之间,加大了固体表面一橡胶圈一底座间的接触面积,使彼此靠得非常紧密．尽管如此,容器中的液体或气体仍然会泄漏出来．因为各种界面相对来说都是比较粗糙的,无法达到完全的接触．如果表面上的缝隙网络能在两接触面的边界问提供一条通道,则泄漏必将产生．为了能估计沿着两界面之间的缝隙与接触面的分布状态,需要建立一些模型,但大多数模型都不能很好地预测出实际系统的泄漏率和其他的实验行为．     

滤波截止频率对粗糙点接触机理影响研究

使用基于快速傅里叶变换和共轭梯度法的接触程序,分析了滤波截止频率对粗糙点接触机理的影响.计算结果表明:粗糙表面形貌数据再处理时使用的滤波器滤波截止频率,对力-接近量关系有着明显的影响;滤波截止频率越小,接触面积越大,接触压力越小;滤波截止频率的改变会导致Von M ises应力的显著改变,这种改变在接触面上特别明显.因此,在实际研究粗糙表面的接触机理时,选择合适的滤波截止频率是非常必要的.     

钢铁吸氧腐蚀实验的改进研究

从缩小玻璃管的孔径来放大实验现象,并与生活经验联系来改变实验的浸泡液、增大混合粉末与空气的接触面、升高反应的温度来加快钢铁的吸氧腐蚀速度,取得了理想的实验效果,大大缩短了实验时间。     

毛细现象公式的导出

液体表面分子间的吸引力、液体表面的分子有一种使其面积缩成最小的力,或称一种抵抗表面积扩张的力,此力称“表面张力”．液体表面是指液体与空气或其他液体相接触的自由面．若不指明,即可认为相对于空气而言．表面张力的大小与接触面的物质有密切关系．此外,表面张力还与温度有关,温度越高,表面张力越小．表面张力的方向总是与液面相切,与分界线相垂直．若在液面作一长为L的直线,将液面分成两部分,这两部分之间的相互牵引力为F,即表面张力F=σL．其中σ为液体表面张力系数．单位为N/m．由于表面张力的作用,液滴表面有收缩到最小的趋势,而使液滴成近似球形的状态．     

美国发现石墨烯优越的润滑和保护性能

近日,美国阿贡国家实验室科学家Anirudha Sumant和Ali Erdemir领导的研究小组发现,在钢材的接触表面吸附上一层石墨烯将大幅减小其摩擦系数和磨损率,并能有效防止其生锈,堪称神奇。这一工序成本很低、操作简单,只需把含有少量石墨烯的溶液滴到两个接触面之间即可。随着接触面之间的相对运动,石墨烯会均匀并且牢牢地附着在整个接触表面。     

超高真空下过渡金属Nb与Nb、Ta、Ti、W相互间粘附特性的试验研究

本文在超高真空(10~(-7)Pa)条件下量测了Nb-Nb(110)、Nb-Ta(110)、Nb-W(110)及Nb-Ti4个粘附对的粘附力,并从接触表面形貌的角度求得了真实接触面积,进而得到了各粘附对间的粘附强度,结果与采用简单紧束缚自洽矩方法计算所得理论结果一致。研究表明,超高真空下过渡金属间存在一种相互作用——由两金属间共用电子引起的化学键,而且主要由其外层d电子态密度所决定。过渡金属Nb与Nb、Ta、W、Ti之间粘附强度的实测值介于每对原子0.2～2.0eV之间。当样品受热升温后,由于C、N、B、S等少量非金属杂质的表面偏析致使粘附强度明显降低。     

DYNAMIC INTERACTION OF PLANE WAVES WITH A UNILATERALLY FRICTIONALLY CONSTRAINED INCLUSION-TIME DOMAIN BOUNDARY ELEMENT ANALYSIS

A 2D time domain boundary element method (BEM) is developed to solve the transient scattering of plane waves by a unilaterally frictionally constrained inclusion. Coulomb friction is assumed along the contact interface. The incident wave is assumed strong enough so that localized slip and separation take place along the interface. The present problem is in effect a nonlinear boundary value problem since the mixed boundary conditions involve unknown intervals (slip, separation and stick regions). In order to determine the unknown intervals, an iterative technique is developed. As an example, we consider the scattering of a circular cylinder embeddedin an infinite solid.     

深厚表土中煤矿立井非采动破裂的研究

本文介绍了近年来我国华东矿区深厚表土层中煤矿立井井壁非采动破裂的特点。分析了井壁破裂的工程地质条件，研究了井壁与土接触面上土─混凝土作用变形和强度参数，并将该接触面视为接触面单元，用弹塑性有限元法，模拟了深厚表土底部含水层失水时土与井壁的相互作用，得到了井壁附加应力随深度和含水层水头降的变化规律，分析了井壁稳定性，揭示了井壁破裂的内在机理。     

Investigation of area mobility of a finite thin plate subject to a uniform velocity excitation

Methods for theoretically calculating area mobility of a finite thin plate are derived for a typical excitation pattern,uniform velocity excitation,over a contact area.In the derivation,the contact area is discretised into sub-regions and the excitation and response continuously distributed over these sub-regions are simplified as acting at the centers of the sub-regions.Therefore,according to the concept of effective point mobility,the theoretical formula for area mobility of a finite thin plate subject to a uniform velocity excitation is obtained.According to the relation between complex power and area mobility,the measurement method of a finite plate is also obtained by means of transfer point mobility.When comparing results generated by theoretical calculation to patterns measured in experiment,consistent patterns are found,suggesting that the proposed methods are practical.The results of calculation show that the accuracy of theoretical calculation increases with the number of sub-regions and is influenced by the moment caused by the experiment device,especially when the excitation frequency is high.     

碳纤维束-圆辊细观接触行为研究

为探索碳纤维束-圆辊的接触机制,本文中采用自制摩擦模拟试验装置,结合薄膜压痕法分析了纤维束接触部位的三维(3D)表面形貌,研究了预加张力和接触角度对碳纤维束-圆辊接触面积的影响规律. 结果表明:碳纤维束-圆辊接触面内的纤维束取向度是影响接触面积的关键因素,当接触角度从60°增加到170°时,纤维束取向度逐渐减小,碳纤维束-圆辊接触面积也逐渐减小,且接触角度为60°时的接触面积是170°时的22倍;当预加张力从0.19 N增加到1.47 N时,纤维束取向度逐渐增大,碳纤维束-圆辊接触面积逐渐增大,且预加张力为1.47 N时的接触面积是0.19 N时的2倍. 在Hertz接触理论的基础上,考虑纤维束取向度建立碳纤维束-圆辊接触面积的理论预测模型,通过试验数据验证了该模型能够准确预测碳纤维束-圆辊的接触面积.