Particle dynamics in dense shear granular flow

The particle dynamics in an annular shear granular flow is studied using the discrete element method, and the influences of packing fraction, shear rate and friction coefficient are analyzed. We demonstrate the existence of a critical packing fraction exists in the shear granular flow. When the packing fraction is lower than this critical value, the mean tangential velocity profile exhibits a rate-independent feature. However, when the packing fraction exceeds this critical value, the tangential velocity profile becomes rate-dependent and varies gradually from linear to nonlinear with increasing shear rate. Furthermore, we find a continuous transition from the unjammed state to the jammed state in a shear granular flow as the packing fraction increases. In this transforming process, the force distribution varies distinctly and the contact force network also exhibits different features.     

点接触边界润滑吸附膜计算模型

根据2个假设提出1种边界润滑的计算模型,通过吸附热理论对公式进行修正,利用自行设计的球-盘摩擦磨损试验装置,在汉硬脂酸的石油醚溶液中进行试验,所用45#钢盘的表面粗糙度分别为0.2μm和0.4μm,对理论计算数据和实验数据进行对比,并分析温度和速度等参数对摩擦系数的影响.结果表明,计算结果和实验数据的变化趋势吻合,摩擦系数随着温度增加而增大,随速度增加略有减小.     

硬脂酸吸附对限量供油润滑影响的试验研究

在限量供油条件下利用球-环点接触油膜润滑测量系统对PAO10 (聚α-烯烃)和PAO10S (聚α-烯烃添加质量分数为0.2%硬脂酸)进行膜厚和摩擦系数的测量.结果表明：随卷吸速度增大,油膜厚度先升高后降低.对应膜厚转折点PAO10S具有比PAO10高的临界速度,相应地当卷吸速度高于PAO10的临界速度时,PAO10S的膜厚明显提高.摩擦系数随卷吸速度增加先下降后上升,供油量低时硬脂酸的吸附使得整体摩擦系数明显降低.硬脂酸的作用随供油量的增加而变弱.润滑效果的增强归因于硬脂酸吸附膜降低润滑轨道的表面能,润滑油因“反润湿”呈离散条状分布,在一定条件下有利于润滑轨道的自集油.     

不同温度条件下含流体砂岩裂隙摩擦特性的试验研究

砂岩储层中由流体注入导致的地震活动与砂岩断层(裂隙)的摩擦行为有关.为了揭示不同温度条件下含流体砂岩裂隙的摩擦特性,在温度范围为25°C～140°C和有效法向应力范围为4～12 MPa的试验条件下,本文分别对干燥、水饱和以及注CO₂锯切砂岩裂隙进行了速度分级加载试验.试验结果表明:(1)对于干燥砂岩裂隙,增大有效法向应力和升高温度均能增大裂隙的初始摩擦系数,而改变有效法向应力对裂隙摩擦稳定性影响不明显,仅升高温度会略微降低其摩擦稳定性;(2)对于水饱和砂岩裂隙,裂隙的初始摩擦系数同样会随着有效法向应力的增大而增大,但会受到升温的弱化作用,而增大有效法向应力和升高温度均能降低裂隙的摩擦稳定性;(3)对于注CO₂砂岩裂隙,裂隙的初始摩擦系数受有效法向应力和温度变化的影响与水饱和砂岩裂隙相反,但裂隙的摩擦稳定性仅会随着温度的升高而降低,受有效法向应力的影响不明显.因此,砂岩裂隙的摩擦特性受有效法向应力、温度和注入流体类型的共同影响.该试验结果对理解流体注入诱发地震有一定的指示作用.     

基于界面超分子主客体识别作用的仿生自修复水润滑研究

通过界面超分子主客体识别作用，成功地将端金刚烷基聚甲基丙烯酸3-磺酸丙酯钾分子组装到接枝环糊精分子的硅片表面；通过原子力显微镜，表面元素分析，膜厚变化，表面润湿特性等手段证实该聚合物的成功组装. 通过摩擦试验证实:表面组装端金刚烷基聚甲基丙烯酸3-磺酸丙酯钾分子后，在轻载条件下，具有极低的摩擦系数，呈现流体润滑状态；而在高载荷条件下，可能是由于表面组装的聚合物被部分剪切掉而呈现较高的摩擦系数. 更重要的是，基于这种超分子作用间的可逆的非共价相互作用，该表面可呈现一种自修复的润滑效果，即在部分端金刚烷基聚甲基丙烯酸3-磺酸丙酯钾分子被剪切掉后，在客体大分子稀溶液中自组装后可再次获得低摩擦系数状态。      

CFETR TF导体的管内压降分析

目前管内电缆导体(CICC)压降的实验结果都是高空隙率(～35%)下测得的,而CFETR纵向场(Toroidal Field,TF)导体的设计偏向于较小的空隙率(～29%),压降实验数据方面的短缺,使得需要重新考虑目前Katheder关系式能否用于CFETR TF的压降估算。在CFETR TF导体的压降分析中,分别采用了修正的Katheder关系式和多孔介质模型对导体的压降进行比较,获得了更为保守的压降预测。     

位移幅值对690合金管/405不锈钢块切向微动磨损特性的影响

采用自制的微动磨损试验机，开展了690合金管/405不锈钢的切向微动磨损试验，研究了位移幅值(15、30、80和200 μm)对其微动磨损特性的影响. 试验结果表明:当位移幅值改变时，微动运行状态会发生改变. 当位移幅值为15 μm时，微动状态为部分滑移区，此时摩擦系数最小，磨损率最低，微动损伤最轻微；当位移幅值为30 μm时，微动运行于混合区，摩擦系数明显高于部分滑移区；而当位移幅值为80和200 μm时，微动运行于完全滑移区，稳定阶段的摩擦系数与混合区的接近. 总体而言，随着位移幅值的增大，磨痕宽度增大，磨损加剧，磨损体积增加. 部分滑移区的磨损机制主要为黏着磨损和剥层，混合区主要的磨损机制为剥层，而完全滑移区的磨损机制主要为剥层磨损和磨粒磨损.      

旋转方形截面螺旋管内流动与传热特性

利用数值计算方法研究了旋转矩形截面螺旋管内的粘性流动，分析了在离心力，科氏力共同作用下曲线管道中的二次流动结构、轴向流速分布、截面温度分布、摩擦系数比以及管道Nusselt数比随各参数的变化情况。计算结果表明：当旋转方向和主流方向相同时，旋转的作用与增大Dean数的作用相同，使得管道摩擦系数变大，管道换热效果增强，而当旋转方向和主流方向相反时，管道内流动结构变化十分明显，当F≈-1．2时(F为科氏力与离心力之比)，二次流出现类似于直扭管内的鞍状流动结构，轴向速度类似于静止直管内的流动结构，管道内的摩擦系数与静止直管内的摩擦系数大约相等，换热效果减至最弱；挠率对流动结构以及摩擦系数比和Nusselt系数比的影响效果与F有关。     

一种新型金属陶瓷摩阻材料的研制及其综合性能考察

作者针对三峡升船机机构对摩阻材料的特殊要求,开创性地研制了一种新型的金属陶瓷摩阻材料——HFPM-91。该材料在高比压(>10MPa)和无磨合条件下具有高而稳定的摩擦系数(≥0.55),即使在水湿的工况下和偶件发生锈蚀的情况下,其高摩擦系数也基本不变。除此以外,该材料还具有比重小和强度高等优点。     

岩石某些力学参数的试验研究

本文对正长岩岩块进行了静态条件下的摩擦系数试验研究,并在振动台上进行了动态条件下摩擦系数的试验。试验结果表明静态条件下的静摩擦系数高于动态条件下的静摩擦系数。两种条件下的动摩擦系数的变化规律也有明显区别。