流化床中废弃物颗粒的横向扩散特性

在试验基础上计算得到内循环流化床和鼓泡床中3种轻质废弃物颗粒和两种重质颗粒的横向扩散系数,发现废弃物颗粒的变形程度、密度、尺寸及布风板形状和布风方式均影响其扩散系数．轻质颗粒的运动符合扩散规律,重质粒子的运动则不符合该规律．文中从流化床中气体颗粒流和不同物性废弃物相互作用的角度简要分析了物料的扩散特性．     

爆轰驱动异形杆在空气阻力作用下的动力学模拟

针对本文中提出的一种异形杆结构设计方案,建立爆轰驱动异形杆动力学模型,利用ANSYS/LS-DYNA对爆轰驱动异形杆的运动过程进行了数值模拟,获得了爆炸作用结束后产生塑性变形的异形杆模型及初速度。爆炸作用后异形杆在空气流场中运动只产生弹性变形,将杆视为柔性体,运用ADAMS软件对异形杆在空气阻力作用下的运动过程进行了数值模拟。分析结果表明,将异形杆视为柔性体,考虑爆轰作用引起的杆条塑性变形这一数值算法能更准确地描述爆轰驱动异形杆在空气阻力作用下的运动规律。     

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研究了受空气阻尼影响下傅科摆的运动规律,采用数值和解析的方法对其运动轨迹进行 了模拟和讨论,并与无空气阻力时傅科摆的运动进行了比较.     

在干摩擦和47号油润滑条件下滑动导轨副的爬行性能研究

针对金属切削机床等机械设备中工作台沿着导轨低速运动时发生的爬行现象， 模拟滑动导轨副的试验台架。利用这种试验台架分别在干摩擦和４６号油润滑条件下，对滑动导轨副的爬行性能进行了模拟试验研究与考察，并且讨论了接触压力对具有固体润滑涂层的滑动导轨副防爬性能的影响。     

高速列车隧道会车空气阻力数值模拟研究

建立计算流体力学三维数值仿真模型,采用三维可压缩非定常湍流模型,利用重叠网格方法对高速列车隧道内等速交会过程进行动态数值模拟,分析会车过程中列车所受空气阻力的形成机理及分布特性。计算结果表明:隧道交会过程中,压差阻力对列车空气阻力的变化起主导作用,隧道交会对阻力峰值及峰峰值的影响比隧道单车大得多;列车隧道内交会时最大空气阻力是明线时的2.65倍,对应时刻的压差阻力和摩擦阻力分别为明线时的3.35倍、1.36倍;在交会完成前,头车表现为产生与速度方向相同的"推力",并呈现先增大后减小的趋势;尾车阻力最大,也呈现先增大后减小的趋势。     

复合工况条件下刮板输送机运料中板磨损行为研究

针对实际工况、环境介质综合影响刮板输送机运料中板磨损行为的复杂问题,开展中板与煤、矸石、水等混合物料的磨损试验,利用统计学原理、交互作用技术和现代摩擦学理论对获得的试验数据进行研究与分析.结果表明:中板磨损量随接触压力、滑动速度的增加而增加;在接触压力、滑动速度一定的情况下,磨损量随水、煤、矸石中的水的比例升高而减少;中板的磨损形式主要为磨粒磨损、黏着磨损、腐蚀磨损和疲劳磨损,分布在磨损机制分布图的轻度、中度及重度破坏区内.     

Matlab求解理论力学问题系列(四)乒乓球的滚动

本文讨论了乒乓球运动的理论解和数值解.在考虑摩擦、滚动摩阻、空气阻力等条件的一般情况下,只能获得部分解析解,而采用数值计算的方法可获得系统所有的运动规律.文章介绍了如何利用Matlab处理分段函数问题,包括求解微分代数方程、利用积分中断条件确定分段的时间点,以及利用部分解析解验证数值计算的准确性等,最后通过大量计算获得...     

轮轨滚动摩擦温升分析

利用有限元法,考虑轮轨间非稳态热传导、与环境的热对流以及热辐射的影响,建立了轮轨滚动接触热耦合计算模型来模拟轮轨滚滑摩擦温升;在模拟轮轨纯滑动条件下,计算分析了由磨损引起的滑动接触斑的尺寸增大对轮轨温度场的影响;在模拟轮轨接触斑部分滑动工况时,针对不同蠕滑率、摩擦系数以及轴重对轮轨温度场的影响进行了相应的计算分析.结果表明:接触斑材料的磨损速度只影响磨损过程中的温度场分布,其稳态温度场分布基本一致;热载荷随着纵向载荷、蠕滑率以及摩擦系数的增大而增大,进而影响轮轨滚动接触热疲劳.     

细直杆无滑动脱离水平面的必要条件

该文研究的是起初竖直静置于水平面上的非均质细直杆的倾倒过程,利用质心运动定理、机械能守恒定律和定轴转动定理导出了直杆在下端不滑动情况下所受支持力的表达式,据此指出了直杆能够脱离水平面的必要条件同时包括两部分:对直杆质量分布的要求;对直杆与水平面之间的静摩擦因数的要求。     

风沙两相流跃移层中沙粒相的速度分布

从单个跃移沙粒在气流中的运动方程出发导出了风沙两相流中沙粒相速度分布函数的Boltzmann方程，对风沙流研究中几种不同的分布函数及其相应的统计平均值等基本概念给出了严密的数学定义，指出了不同分布函数之间的区别和联系，在略去铅垂方向空气阻力的情况下，给出了沙粒相速度分布函数沿铅垂方向的边缘分布，作为风沙流中跃移理论的主要基础之一。利用结果对前人在风沙流研究中发现的某些重要规律和现象进行了解释。     

烧结Fe3Al金属间化合物基摩擦材料的摩擦磨损性能研究

采用热压烧结方法制备了不同成分的Fe3Al金属间化合物基摩擦材料,考察了其物相、力学性能、抗氧化性及干摩擦磨损性能.结果表明,Fe3Al金属间化合物基摩擦材料密度低、强度高、抗氧化性好、摩擦系数稳定、高温耐磨性好;其在不同摩擦阶段的磨损机制存在差异,主要磨损机制包括磨粒磨损、塑性变形、裂纹萌生与扩展、微区脆性剥落及氧化磨损等.     

惯性测量装置火箭橇试验过载曲线设计方法

在3 km火箭撬轨道的试验背景下,提出了一种适合惯性测量装置火箭撬试验的过载曲线设计方法。首先对火箭撬运动过程中的主要受力进行了受力分析,在此基础上将火箭撬运动分为三段,包括主动段、自由滑动段和水刹车段,并建立了火箭撬基本运动方程。为确保过载曲线设计方法的精度,进行了仿真误差分析,修正了火箭发动机熄火时间和空气阻力系数,保证了过载曲线设计方法的合理正确。最后对此曲线设计方法又进行了一次验证试验,模型修正后速度仿真结果与实测速度结果基本重合,最大误差也不超过3 m/s,从而验证了提出的火箭撬试验过载曲线设计方法的正确性。本文的研究对惯性测量装置开展精度验证和误差系数的分离奠定了良好的基础。     

Wear Mechanisms of Electrical Steel Sheets,Hard Metal and High Speed Steel Pins Coated with TiAlN and TiCN

The wear behaviour of electrical steel sheets, hard metal plasma nitrided and high speed HSS steel M2 coated with TiAlN and TiCN are investigated and compared, using the pin-on-disk standard test under different loads. The coating process has been performed in an industrial equipment unit for maximised conditions and the coated layers were measured and characterised. The load, sliding distance and velocity were kept constant during the sliding test in order to control these variables. The counterface disks used were electric steel sheets. The lost volume and temperature at the pin end have been measured during the wear test and comparisons for the coated HSS steel and hard metal were done, using a plot of lost volume versus sliding distance for both materials. A brief review of the main abrasion mechanisms of metals is presented. The pin worn surfaces were observed using a Scanning Electron Microscope. Hard metal plasma nitrided has shown superior wear resistance than WC with no surface treatment. The HSS steel coated with TiAlN had a wear resistance similar to the WC.     

环境水氧对纳米氮化铝/聚四氟乙烯复合材料摩擦学性能的影响

采用超声分散法制备出纳米氮化铝/聚四氟乙烯(AlN/PTFE)复合材料,使用线性往复摩擦磨损试验机在大气和干燥氩气中对比测试了该复合材料摩擦学性能. 结果表明:大气环境下,纳米氮化铝质量分数为5%时可以将聚四氟乙烯磨损率降低4个数量级[1×10?7 mm3/(N·m)]. 而在同样摩擦测试条件的干燥氩气环境中,使用纳米氮化铝只能将聚四氟乙烯磨损率降低2个数量级[1×10?5 mm3/(N·m)]. 利用三维轮廓仪、扫描电镜、红外光谱仪和光电子能谱仪对金属对偶表面形成转移膜的形貌和化学成分进行分析. 研究发现:大气环境的摩擦过程中,聚四氟乙烯与环境水氧发生摩擦化学反应生成了富含羧酸盐的转移膜,显著提高了复合材料耐磨性能;干燥氩气中,水氧的缺失使复合材料无法在摩擦中生成富含羧酸盐的转移膜,影响材料耐磨性能的进一步提高.      

天然牙及几种牙科修复材料的摩擦磨损性能比较研究

在改进的微动摩擦磨损试验台上,模拟人体牙齿摩擦副,考察了天然牙以及牙科用高分子、金属和陶瓷修复材料与GCr15钢对摩的摩擦磨损性能,结果表明：天然牙的摩擦学性能优良;拜尔牙、热固塑料、铜基合金、钛及钛合金是较为理想的牙科修复材料;尤其是钛及钛合金,不但生物相容性优异,而且与天然牙摩擦学性能匹配,是最具有发展前景的牙科修复材料。     

在加载电流作用下Cr对Cu-Ag合金磨损性能的影响

通过电滑动磨损试验、扫描电子显微镜和透射电子显微镜分析等方法,研究了在加载电流作用下微量Cr对4种不同成分Cu-Ag-Cr合金磨损性能的影响,探讨其电磨损机理.结果表明:Cu-Ag合金的磨损率随着Cr含量增加而减小;不同成分合金的磨损率均随着电流和滑动距离增大而逐渐增大;由于加入微量Cr在合金中形成弥散细小的析出相,在相同试验条件下,添加Cr的合金磨损性能明显优于Cu-Ag合金;合金的磨损机制主要为粘着磨损、磨粒磨损和电侵蚀磨损.     

层状边坡岩体滑动稳定的三维动力学分析

本文通过振动模拟试验探索了块体运动时滑面的摩擦特性，建立了块体运动的三维动力学方程，并探讨了层状边坡层间振动加速度在传递过程中加速度变化情况。从而可以计算出受振动影响时边坡各层间的稳定性。     

On partial sliding along a planar crack: the case of a circular sliding zone

Summary A problem of partial sliding along a planar crack with a local drop in frictional resistance is investigated. A sliding zone initiates in the area of reduced friction, and then propagates as the applied shear load is monotonously increased. The problem is formulated in general terms, and then solved for the case when sliding spreads as a penny-shaped zone. Conditions under which the front of the zone stays circular during sliding are analyzed. It is observed that the axisymmetry of the profile of frictional resistance does not necessarily guarantee uniform propagation of sliding in the radial direction. The circular shape becomes the most favorable growth condition only if the shear modes are related in a certain way. The problem is studied based on the criterion of propagation that stress intensity factors(SIFs) for II and III modes vanish on the boundary of the sliding zone. The singular integrals in expressions for the SIFs are reduced to non-singular ones. Analytical solutions are derived for a number of special cases where the radius of the sliding zone is related to the applied shear load.This work is supported by the National Science Foundation through grant DGE-0209543 to the University of New Mexico.     

KINETICS ANALYSIS OF NON-SMOOTH VIBRATION-DRIVEN SYSTEM WITH THREE-PHASE CONTROL 1)

可移动式机器人已成为机器人研究领域的重要分支,为实现其在狭小特殊环境中的运动, 学者们提出并研究了振动驱动移动系统.本文基于二维LuGre摩擦模型和拉格朗日方程,给出了一类振动驱动系统在各向同性摩擦环境中的动力学建模方法和数值算法.这类振动驱动系统结构简单且密封性好,依靠箱体与地面间的摩擦力实现自身的定向运动.该系统由一个外部箱体和两个内部质量块构成,两个质量块在箱体内的两个平行轨道上作三相振动驱动,箱体通过三个刚性支撑足与地面保持接触. 二维LuGre摩擦模型的利用,可有效避免库伦摩擦模型的不连续性给动力学方程的数值求解带来的困难,且可有效揭示该系统在运动过程中的黏滞-滑移切换现象. 数值仿真结果表明,通过调整其内部质量块的驱动参数,可实现箱体的直线平移、定轴转动和平面一般运动,且箱体在移动和转动过程中会出现擦滑、穿滑、回滑和不黏等4种现象; 另外,通过调节驱动参数, 不仅可以改变箱体移动和转动的快慢,还可以改变箱体形心运动轨迹的曲率半径.