空间结构支座摩擦力问题的研究

本文根据力学概念和库仑摩擦定律,建立了空间结构支座摩擦力问题的精确数学模型并提出了两种解法,即数学规划法和弹簧约束法;同时指出了考虑支座摩擦力作用的结构分析方法。算例表明本文的方法是很有效的。本文的研究成果已应用于实际工程的结构优化设计。     

滚动问题中摩擦力的判断

刚体滚动时摩擦力的判断是工程力学中极易引起学生困惑的问题. 在对摩擦力产生原因进行分析的基础上, 确定了刚体纯滚动时静摩擦力的计算公式和判定方法. 刚体作纯滚动时静摩擦力所作总功为零, 仅实现刚体平动动能和转动动能之间的相互转化, 其方向总是阻碍主动力引起的物体运动趋势并使其向另一种运动转化; 刚体作有滑滚动时滑动摩擦力所作总功为负, 其方向与刚体滑动方向相反, 并实现刚体平动动能和转动动能之间的相互转化.     

用外加电压控制摩擦力的机理与技术：Ⅱ.外加电压对摩擦力和的研究

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种电气状态下的磨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种磨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，尤其调零状太民下的更小；     

摩擦力和摩擦振动的分形行为研究

在不同的摩擦磨损试验机上提取了摩擦磨损过程中摩擦力和摩擦振动的时间序列信号,采用关联维数方法研究了摩擦力和摩擦振动的分形行为．结果表明：摩擦力和摩擦振动信号具有分形特征;随着摩擦磨损过程的进行,信号分形维数的变化出现规律性的递增或递减;对于“收敛”或磨合磨损过程,不同阶段摩擦信号的分形维数趋于增大;对于“发散”的摩擦磨损过程,不同阶段的摩擦信号的关联维数趋于减小．摩擦力和摩擦振动的分形维数的变化规律同摩擦磨损过程中表面形貌分形维数的变化规律相似。     

结构力学中支座沉陷问题虚功方程的补充

结构力学中支座沉陷问题虚功方程的补充刘刚（武汉交通科技大学，武汉４３００６３）在结构力学中，求支座沉陷下静定结构某点的位移时，都应用了由虚功方程导出的公式￣［１］式中，△＿（ｋｊ）为静定结构ｋ点上沿ｊ向的位移；为在该结构的ｋ点上沿ｊ向加一单位载荷后在...     

植物根土界面摩擦力的影响因素研究

为探索影响林木根系与土壤界面摩擦力的因素,采用施加拔出荷载的方式对林木根系进行单根拔出试验.结果表明:根系与土壤界面的摩擦力随根系直径和埋深的增加而呈线性规律增大;平均摩擦力的大小随土壤含水率的增加呈现先增大后减小的规律;摩擦力随加载速率的增加而减小;不同树种的根系与土壤摩擦力和摩擦系数差异显著,平均摩擦力大小表现为白桦落叶松蒙古栎油松,平均摩擦系数表现为落叶松蒙古栎白桦油松.     

超静定结构支座反力计算的单位支座位移法

将单位支座位移法推广应用于超静定结构的未知支座反力计算,建立并证明了相应的退化虚位移方程,推导指出超静定结构支座反力的影响线即为相应单位支座位移所引起的位移曲线。而且,展示了几个求解超静定梁支座反力的算例. 本文工作可供大学生和教师们在结构力学相关知识的学习和教学中借鉴参考.     

书页搭接之摩擦力研究

将两本书以一页搭一页的方式联接在一起,然后向水平方向两侧拉伸,纸张间会产生机理复杂的摩擦力,摩擦力的总和可以使搭接结构的极限拉力达到很大.本文在不同搭接长度及不同搭接页数的条件下,对极限拉力进行了实测,得到了搭接长度与搭接页数对极限拉力的影响关系.对摩擦力产生机理进行了分析,给出了理论模型的公式,并通过MATLAB对相关系数进行了与实测数据的最小二乘法拟合,得到了半理论半经验的摩擦力计算公式.计算公式可以为这种特殊联接工艺的最大承载拉力计算提供参考.     

铰轴滑板钢支座力学性能的实验分析

研究中采用自行设计的特殊加载设备，通过模型实验测试了新型铰轴滑板钢支座在承载条件下铰轴摩擦扭矩和麻板临界摩阻力的变化规律。得到一些新的实验现象。     

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。     

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     

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。     

原子力／摩擦力显微图象的分析与测量

用表面粗糙度评定方法和分形几何方法，结合原子力／摩擦力显微图象的特点，编制了包括Ｒａ，Ｒｑ，Ｓｍ，Ｓ，λａ，λｑ及高度分布、承载率曲线、相关函数、功率谱和分形维数等参数的图象分析与测量的ＦＯＲＴＲＡＮ程序；用ＳＴＲ－１８０和ＳＴＲ－１０００标样作了高度标定，对国产Ｎａｔｕｒｅ磁带和进口Ｓｏｎｙ磁带的原子力／摩擦力显微图象进行了分析测量．结果表明：Ｎａｔｕｒｅ磁带的粗糙度和粒度均比Ｓｏｎｙ磁带的大；微摩擦力与表面轮廓及表面轮廓斜率之间均有良好的对应关系．     

摩擦力判别函数的引入及应用

在涉及摩擦力的力学问题中,首次提出了摩擦力判别函数的概念.该函数的引入完善了库仑摩擦定律的表达式形式.为含有摩擦力、特别是对具有多处摩擦力的问题的清晰分析及解决提供了方便.应用该函数求解摩擦力问题时,无论研究对象处于何种状态、摩擦力的方向均可根据约束的性质作出任意假设,假设正确与否由摩擦力判别函数来确定.举例说明了该函数的适用性.     

一种改进的原子力显微镜摩擦力标定方法

在传统标定AFM测力系统的楔形法基础上,通过线形加载的扫描方式,得到不同载荷下AFM针尖在平面和斜面上的切向力-位移循环曲线,并进一步计算出不同载荷下的摩擦力标定系数,进而根据该系数随载荷的变化趋势,选取高载下相对稳定的数据作为最终的标定结果.结果表明,由于改进的楔形法全面考察了摩擦力标定系数随载荷的变化趋势,避免了低载标定所引入的误差,标定结果更合理.     

力法去弹性支座多余约束的一种处理方式

针对带弹性支座多余约束结构力法计算问题,在分析弹性支座计算特点基础上,提出一种解除弹性支座固定支点约束、保留完整弹簧作为基本结构一部分的去弹性支座多余约束处理思路,一方面便于利用原结构弹簧固定支点处已知的零位移条件建立形式统一、意义明确的力法典型方程,方程系数和自由项均为基本结构中弹簧解除约束点处的绝对位移;另一方面弹簧变形对计算的影响限于主系数,将弹簧看作附着于基本结构的轴力单元,主系数可由杆件弯曲变形产生的主位移与弹性支座柔度系数叠加得到。解除支座固定支点的去多余约束方式对拉压弹性支座、转动弹性支座及刚性支座均适用,可规范力法求解过程和提高计算效率。

     

摩擦力作用下的接触疲劳试样的应力分析

本文利用三维光弹性方法，对受摩擦力作用的接触疲劳试样进行了研究。分析了不同摩擦系数（切向力）对接触区参数的影响，为进一步研究齿轮啮合过程中的接触应力和滑动摩擦力的综合作用打下了基础。     

导弹适配器受压及弹射时摩擦力研究

针对导弹适配器的结构特征,分别建立了可压缩橡胶泡沫和不可压橡胶圆筒轴对称平面应变问题有限变形的平衡方程,基于Blatz-Ko应变能函数和三次缩减多项式应变能函数,得到了相应的位移和应力模式;在此基础上求解了适配器受压问题的非线性方程组和导弹发射时适配器所受到的摩擦力.算例分析与有限元数值模拟比较表明:解析解与数值解非常吻合,径向应力在发射筒内外表面误差最大为0.558%,周向应力在粘合面误差最大为0.246%,导弹发射时的最大量纲为一的摩擦力为1.0228.适配器径向应力在材料粘合交界面上最小,在适配器外表面最大,均为压应力;橡胶泡沫和不可压橡胶的周向应力均为压应力,橡胶泡沫的周向应力由内向外变大,不可压橡胶的周向应力由内向外变小.橡胶泡沫的径向受压大于周向受压,不可压橡胶的周向受压大于径向受压.研究不同过盈量对应力和摩擦力的影响表明:过盈量每增加0.0013,橡胶泡沫 层和不可压橡胶层的径向应力约增加0.13,不可压橡胶层的周向应力约增加2.14,而摩擦力约增加0.22.过盈量对不可压橡胶层的周向应力和导弹所受到的摩擦力影响非常大,对橡胶泡沫的径向应力有一定的影响,周向应力变化很小.     

基于传统滑雪板的可穿戴式雪上摩擦力在线测量装置研究

竞技滑雪运动中雪上摩擦阻力影响运动员比赛成绩,而雪上摩擦影响因素众多,雪上摩擦阻力评测一直是冰雪竞技运动中的一大挑战.本文中设计了1种基于传统滑雪板的可穿戴式雪上摩擦力在线测量装置,将多个三分量传感器合理布置在传统滑雪板上,通过有线连接的方式,结合数据采集卡,对3个分量的力信号进行监测、采集和保存,并通过终端电脑实时反馈力信号变化.实验室静态测试中,该装置具有稳定的力学信号输出,并给出准确的摩擦系数测试结果.在模拟雪场测试时,其能够准确地评估不同雪上减阻蜡的润滑性能及其耐磨性能,还能够监测自由式滑雪运动中的犁式制动和犁式转弯等常规技术动作.该装置输出的力信号具有高精度和高灵敏度特性,为滑雪运动中雪上减阻蜡的性能评价、运动员施力动作监测等给出了1种可行方案.