干摩擦下金属表面膜及其磨粒对摩擦行为及自生电势的影响

针对几种常用金属摩擦副,在球－盘式摩擦磨损试验机上考察了金属表面膜及其磨粒对其摩擦行为和表面自生电势的影响。结果表明,金属自身的表面膜对其摩擦行为及表面自生电势（SGV）均有明显的影响;而金属磨粒对摩擦行为及自生电势的影响程度取决于磨粒性质及摩擦副的粘附特性。     

用外加电压控制摩擦力的机理与技术Ⅱ．外加电压对摩擦力影响的研究

在球－盘式摩擦磨损试验机上，对３４种金属摩擦副在干摩擦和５种电气状态下的摩擦行为作了试验研究，其中由金属Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｔｉ，Ｃｒ和Ｃｕ分别组成的１０种摩擦副的试验结果表明：在摩擦副回路电流调零和开路状态下，１０种摩擦副的摩擦力均比其它电气状态下的小，尤其调零状态下的更小；在短路状态下，Ｎｉ／Ｃｕ和Ｎｉ／Ｆｅ这２种摩擦副的摩擦力均比其它８种摩擦副的大，而这８种摩擦副的摩擦力大多都与外加大电流状态下的基本相当．由此可见：施加与金属摩擦副自生电势相等而方向相反的外加电压，可以阻止接触界面的电子流动而降低摩擦力；金属摩擦副摩擦力受自生电势、对摩金属的相溶性及其晶格点阵型式的综合影响     

用外加电压控制摩擦力的机理与技术

用外加电压控制金属摩擦学磨损是摩擦领域很有发展前景的新技术之一，能够有效地降低干摩擦下金属间的摩擦与磨损，但国内外有关的研究报道却还少见．因此，利用特制的球－盘式摩擦磨损试验机，对几种配对金属的摩擦自生电势和摩擦力进行了测量，揭示了摩擦自生电势与摩擦力的相关性，并且考察了外加电压对金属间摩擦力的影响，发现在外加电压与摩擦自生电势相抵消时的摩擦系数最低，比无外加电压时的摩擦系数低１２％～２６％     

用外加压控制摩擦力的机理与技术：Ⅰ.摩擦自生电势与摩擦力的相关性…

用外加电压控制金属摩擦损是摩擦学领域很有发展前景的新技术之一。能够有效地降低干摩擦下金属间的摩擦与磨损，但国内外有关的研究报道却还少见。因此，利用特制的球－盘式摩擦磨损试验机，对几种配对金属的摩擦自生电热和摩擦力进行了测量，揭示了摩擦自生电势与摩擦力的相关性。     

钢-聚四氟乙烯摩擦界面的摩擦起电行为

作为界面摩擦中普遍存在的一种物理现象,摩擦起电由于其对摩擦界面的高度灵敏性而被广泛研究. 以钢-聚四氟乙烯(PTFE)为研究对象,通过采集摩擦过程中的摩擦系数、钢球的接地电流以及PTFE的表面电势,对其摩擦界面的起电行为进行了详细研究. 三种信号的波动幅值呈正相关性,反映了摩擦-摩擦起电的内在联系. 在钢-PTFE的摩擦过程中,材料的转移诱导使得PTFE的表面电势在达到饱和值后会反向演化. 利用钢-PTFE摩擦副进入稳定摩擦阶段的时间与摩擦电势的反向演化时间的关联性设计钢-PTFE或其他金属-聚合物摩擦副的摩擦状态监测系统,对实现机械运动过程中的摩擦副运动原位监测和故障预警具有重要价值.      

外加交变电势对摩擦力影响的试验研究

对（Ｃｕ－４３Ｎｉ），（Ｃｕ－４３Ｎｉ）／ＴｉＮ和（Ｃｕ－４３Ｎｉ）／ＮｉＰ这３种摩擦副产生的热电势信呈作了频谱分析，并对三者进行了施加不同特性的交变电势信号的摩擦试验。结果表明，将交变电势旋加于３种摩擦副的均可降低摩擦力，降低程度与所加电势的幅值、波形及频率特性有关。     

电极电势对氮化硅／黄铜滑动摩擦副摩擦磨损性能的影响研究

在自制摩擦磨损试验机上考察了黄铜表面电极电势的变化对氮化硅 /黄铜滑动摩擦副摩擦磨损特性的影响 .结果表明 ,在不同的电势区间内 ,摩擦系数表现出不同的变化趋势 ,特别是在 - 1.4～ - 1.0 V电势区间内摩擦系数表现出可控性 .利用扫描电子显微镜观察发现 ,在摩擦系数可控区摩擦系数有所增大但磨损并未加剧 .根据黄铜在润滑液中的循环伏安曲线可以初步推断 ,在不同的电势区间内 ,电化学反应的不同是引起摩擦系数变化的主要原因     

氧化铝陶瓷在高温磨损过程中的塑性变形与再结晶

Ａｌ２Ｏ３陶瓷在８００℃以上高温下的摩擦明显减小，在摩擦表面形成了由极细结晶构成的表面层。为了探讨这种表面层的形成机理，研究了Ａｌ２Ｏ３／Ａｌ２Ｏ３摩擦副在８００－１２００℃下于干摩擦时的塑性变形与再结晶，且用表面层厚度和晶粒大小来表征。表面层厚度和再结晶粒子尺寸均取决于试验温度、表观接触压力和滑动速度。根据对应变速率和摩擦表面温度的测算，发现再结晶粒了尺寸与Ｚｅｎｅｒ－Ｈｏｌｌｏｍｏｎ常数Ｚ的对     

接触式机械密封混合润滑状态摩擦演化规律研究

接触式机械密封在运转中主要处于混合润滑状态,为探究其混合润滑状态下摩擦机理,结合粗糙面弹塑性模型,求解考虑密封端面粗糙度效应的雷诺方程,探究了转速和介质压力等工况条件对密封混合润滑状态密封摩擦参数的影响,推导了密封声发射波能量公式,将密封混合润滑状态分为磨损期和稳定期,应用1.5维谱理论提取密封特征频率,探究混合润滑状态摩擦演化规律.研究结果表明摩擦参数影响密封声发射波能量幅值且密封摩擦形式随混合润滑状态发生变化：在磨损期,微凸体接触特征频率幅值较大,密封端面间摩擦以微凸体接触为主;在稳定期,流体膜黏性剪切摩擦特征频率幅值变大,黏性剪切效应增强,密封端面只存在局部微凸体接触.所得结论对接触式机械密封混合润滑状态摩擦机理的研究具有一定的理论指导意义.     

两种含羟基化合物的共轭结构对铝—钢摩擦副磨损性能的影响

利用高速环－块摩擦磨损试验机考察了２种含羟基化合物的共轭结构对铝－钢摩擦副磨损性能的影响，并用Ｘ射线光电子能谱（ＸＰＳ）研究了Ａｌ２０２４铝合金磨屑的化学组成。摩擦试验表明：苯酚对Ａｌ２０２４合金具有良好的润滑性。表面分析证实摩擦氧化有利于边界膜的生成，含羟基的化合物与铝形成氧化物而产生抗磨作用。     

冲击波超压测试系统二次仪表频域特性

从二次仪表对冲击波的峰值、持续时间和比冲量3个主要参数的影响出发,首先构建了冲击波信号用以分析冲击波信号特性;搭建了适配器等效电路,对适配器的低频特性进行了实验研究;在MATLAB平台上构建了5种常用滤波器模型,模拟了不同类型滤波器和不同截止频率下测试系统的输出。模拟和实验结果表明:适配器的低频特性影响冲击波信号的持续时间和比冲量;在5种滤波器中贝塞尔滤波器最适合冲击波测试系统;滤波器截止频率对冲击波超压峰值影响明显;小型试验对测试系统的带宽要求高。     

Control strategy of central pattern generator gait movement under condition of attention selection

As a typical rhythmic movement, human being’s rhythmic gait movement can be generated by a central pattern generator (CPG) located in a spinal cord by self-oscillation. Some kinds of gait movements are caused by gait frequency and amplitude variances. As an important property of human being’s motion vision, the attention selection mechanism plays a vital part in the regulation of gait movement. In this paper, the CPG model is amended under the condition of attention selection on the theoretical basis of Matsuoka neural oscillators. Regulation of attention selection signal for the CPG model parameters and structure is studied, which consequentially causes the frequency and amplitude changes of gait movement output. Further, the control strategy of the CPG model gait movement under the condition of attention selection is discussed, showing that the attention selection model can regulate the output model of CPG gait movement in three different ways. The realization of regulation on the gait movement frequency and amplitude shows a variety of regulation on the CPG gait movement made by attention selection and enriches the controllability of CPG gait movement, which demonstrates potential influence in engineering applications.     

硅微机械陀螺谐振频率在线快速测定方法

传统测定硅微机械陀螺谐振频率的扫频法需要记录所有频率输入与幅值响应的值,效率低且实现较为复杂。提出一种在线快速测定方法,根据硅微机械陀螺模态特性,将谐振频率的确定视为寻找幅频函数在定区间上的极大点问题,然后利用黄金分割搜索法求解该极大值点。仿真显示,在信噪比为50 dB的噪声水平下,仅需少量的样本点即可收敛到真值附近,测量相对误差在10-6量级上。基于FPGA实现了嵌入式测试系统,分别采用传统扫频法和本文方法进行测量,二者得到的结果相近(相对误差在10-6量级上),从而验证了方法的有效性。     

水下连续脉冲冲击波的声学特性

为探求金属爆炸索在水下爆炸声源研究领域的应用前景,设计了一种可以连续产生若干个脉冲冲击波的装置,称之为水下连续脉冲冲击波发生装置。利用小波分析对该装置产生的连续脉冲冲击波信号进行分解与重构,考察其频谱特性,并进一步分析了信号的声压级特性。结果表明:该装置产生的信号声压级较高,具有很强的声功率;信号包含频率十分丰富,雷管和金属爆炸索由于装药结构及传爆方式的不同,爆炸所产生的冲击波频谱特性也有所差异。雷管爆炸产生的冲击波主要分布在15.6 kHz以下的频带内,金属爆炸索爆炸产生的脉冲冲击波信号则主要分布在62.5 kHz以下的频带内;脉冲冲击波的个数和声持续时间可由爆炸索的排列方式和长度控制,脉冲冲击波间的时间间隔可调,发生装置稳定易控     

Composite ceramic-metal plates tested with flexural waves and holography

A method to determine weak or defective bonding areas within the brazed adjoining contact surfaces of composite ceramic-metal plates is proposed. The plates include voids, as well as hairline cracks in the ceramic layer, caused by the high-temperature brazing process. To detect these flaws, transient flexural waves are generated and transmitted through the plate by means of an attached piezoelectric transducer. These pulses are a narrow band signal generated in the time domain. The characteristic wavelengths corresponding to the narrow frequency spectrum may be larger than the size of the flaw. Dynamic holographic interferometry using a double-pulsed twin-cavity Nd:YAG laser, comprising two independent reference beams, was used to measure the response. The experimental interferograms (phase maps) coincide rather precisely with analytic results derived from Mindlin's plate equations (including effects of shear and rotary inertia).     

冰激振动中的锁频共振分析

冰激振动(ice-induced vibration, IIV)中的锁频共振严重威胁结构安全, 恶化人员工作环境,然而对其机理的认识仍然不清.本文基于作者和合作者以前建立的一个冰间歇破坏型IIV模型(黄国君和刘鹏飞,2009)对柔性结构的锁频共振机理进行了理论研究.应用该模型预报了发生在一个冰速区间内的锁频共振现象,并研究了结构和冰特性参数:结构阻尼和刚度以及冰的压缩刚度和冰破坏的破坏区长度、韧脆转换速度和随机性对IIV及锁频共振的影响,在此基础上探索了锁频共振机理. 研究表明: 在锁频共振冰速区间内,结构响应和冰力主频都锁定在结构固有频率,然而不同冰速下的频谱结构和振动形态各异,从常规单频共振到多频共振、从等幅振动到振幅周期性变化的拍振动,呈现出丰富的动力学特征;结构和冰特性参数可改变锁频共振冰速区间的长度和位置以及结构振幅,冰破坏的随机性和应变率效应发挥着一种竞争作用;锁频共振来源于冰破坏的应变率效应,其力学机制是频率调制和对结构-冰动能传递的非对称性正反馈效应放大的双重作用,本文分析揭示的这一新的锁频共振机理属于耦合振动,与传统的负阻尼自激振动机制有着本质区别.本文分析结果及对锁频共振机理的认识有助于相关实验研究和冰区结构设计以及IIV减振技术的研发.      

冲击波测试系统低频特性与补偿方法研究

为提高冲击波超压峰值的测量精度,多数学者把重点集中在系统高频特性研究上,以拓宽带宽的方式提高峰值测试的准确性。冲击波另外两个主要参数正压作用时间、比冲量却和测试系统的低频特性息息相关。针对实爆中出现的不同传感器正压作用时间差异较大的问题,对冲击波信号进行了边际谱分析,获得了信号的低频特性。建立了一阶参数模型来表征低频特性,通过激波管试验数据获取了7种系统的低频模型参数。采用零极点配置法设计了低频补偿模型。结果表明:冲击波测试系统低频特性严重影响冲击波信号正压作用时间测试准确性,基于低频特性补偿的数据处理方法可以有效的提高冲击波信号正压作用时间、比冲量地测试精度。     

Self-stability of a simple walking model driven by a rhythmic signal

In this paper, we analyzed the dynamic properties of a simple walking model of a biped robot driven by a rhythmic signal from an oscillator. The oscillator receives no sensory feedback and the rhythmic signal is an open loop. The simple model consists of a hip and two legs that are connected at the hip. The leg motion is generated by a rhythmic signal. In particular, we analytically examined the stability of a periodic walking motion. We obtained approximate periodic solutions and the Jacobian matrix of a Poincaré map by the power-series expansion using a small parameter. Although the analysis was inconclusive when we used only the first order expansion, by employing the second order expansion it clarified the stability, revealing that the periodic walking motion is asymptotically stable and the simple model possesses self-stability as an inherent dynamic characteristic in walking. We also clarified the stability region with respect to model parameters such as mass ratio and walking speed.     

液固半无限空间低频点声源的地震波动

将舰船地震波简化为液固半无限空间低频点声源引起的地震波动,基于简正波理论,通过计算围道内的留数得到了位移势函数的表达式.分析了液体层内声传播损失和固体层表面的位移、加速度的频率特性曲线,为分析舰船地震波的形成机理以及波动特征提供了一定的理论基础.     

数字闭环光纤陀螺频率特性分析与测试

系统的闭环带宽严重影响光纤陀螺在振动、急转弯等环境条件下的测试精度,闭环光纤陀螺的实际带宽高达几kHz,无法采用一般的角振动台进行全频带频率特性测试,因此,频率特性的分析与测试成为了闭环光纤陀螺研究的一项重要内容。针对这种需求,根据系统的结构框图及工作原理,建立了数字闭环光纤陀螺的动态模型,推导出了系统的传递函数;在此基础上对数字闭环光纤陀螺的频率特性进行了分析,指出了改善系统动态特性的方法;最后,利用数字闭环光纤陀螺的闭环工作原理,通过在反馈阶梯波上直接叠加激励信号,实现了光纤陀螺阶跃响应和频率响应的测试,得出了系统闭环带宽高达9kHz的结论。