Application of DEM modified with enlarged particle model to simulation of bead motion in a bead mill

We applied the discrete element method （DEM） of simulation modified by an enlarged particle model to simulate bead motion in a large bead mill. The stainless-steel bead mill has inner diameter of 102 mm and mill length of 198 mm. The bead diameter and filling ratio were fixed respectively at 0.5 mm and 85%. The agitator rotational speed was changed from 1863 to 3261 rpm. The bead motion was monitored experimentally using a high-speed video camera through a transparent mill body. For the simulation, enlarged particle sizes were set as 3-6 mm in diameter. With the DEM modified by the enlarged particle model, the motion of enlarged particles in a mill was simulated.The velocity data of the simulated enlarged particles were compared with those obtained in the experiment. The simulated velocity of the enlarged particles depends on the virtual frictional coefficient in the DEM model. The optimized value of the virtual frictional coefficient can be determined by considering the accumulated mean value. Results show that the velocity of the enlarged particles simulated increases with an increase in the optimum virtual frictional coefficient, but the simulated velocity agrees well with that determined experimentally by optimizing the virtual frictional coefficient in the simulation. The computing time in the simulation decreases with increased particle size.     

非缠结对称缔合链在蠕变过程中的动力学行为研究

首先介绍具有摩擦系数分布的Rouse链的动力学分析方法,并检验了其应用于预测未缠结缔合高分子动力学行为的可行性.之后利用上述方法研究不同缔合点数量的高分子链分别在固定应变速率的启动剪切(start-up)和固定应力的蠕变(creep)测试过程中,链段的取向函数随时间的变化行为.阐明了缔合体系在蠕变条件下,高分子链从链段...     

高校既有建筑地面抗滑性能试验研究

在滑倒摔伤事故中地面光滑是1个关键因素,以往许多研究都是在实验室内进行的,而本研究是用建筑地面抗滑性能测定仪对大学校园的干燥和潮湿2种地面条件进行了实地检测,考虑了不同湿水时间、不同测试方向以及橡胶机械磨损对地面摩擦系数的影响。通过对某食堂地面的测定来说明不同测试位置对地面摩擦的影响,并比较了潮湿条件下的摩擦损失值。为了确定静摩擦系数和动摩擦系数可能的相关性,对所测得的数据进行了线性回归分析。     

两种润滑介质下关节软骨摩擦行为的对比研究

通过对两种润滑介质下关节软骨摩擦行为的对比研究,探讨软骨摩擦行为的影响因素.以牛膝关节软骨为摩擦副,以生理盐水和50%小牛血清溶液为润滑介质,在UMT-2试验机上分别测定软骨摩擦副的接触变形和摩擦系数,以及两种润滑介质在软骨表面的接触角.结果表明:滑动时接触变形是由软骨变形量和波动变形组成,软骨变形量与时间呈非线性增加,波动变形与时间呈周期非线性变化;软骨表面轮廓对波动变形和摩擦系数有着显著的影响;生理盐水的接触角低于小牛血清溶液的接触角,生理盐水的软骨变形量和摩擦系数均略高于小牛血清溶液的变形量和摩擦系数,其差异可能是边界润滑的效果.     

微型燃料电池制备及其微通道摩擦性能的研究

阐述了微型燃料电池的制备过程,结合传统燃料电池数学理论和微流体力学,建立了微型质子交换膜燃料电池(μPEMFC)的数学模型,分析了微通道特性(如摩擦系数和水力直径等)对微型燃料电池性能的影响.结果表明:运用Fluent软件对模型进行计算的仿真结果与公开实验数据基本符合,验证了模型正确性;而传统模型的仿真结果小于真实值;当气道的水力直径Dh从348降至100时,电池性能有所上升;而当Dh值降至61.1时,其性能有所下降.     

“蜻蜓点水，紫燕穿波”－－短道速滑运动员安全转弯的力学分析

通过对短道速滑运动员在弯道滑行时的受力分析，得出了运动员安全转弯的力学条件，解释了运动员在弯道滑行时，为什么要采取深蹲、向弯道内侧倾斜、用左手触摸冰面等滑跑姿势，并对机动车辆的平地翻车现象进行了讨论.     

渤黄东海底摩擦系数数值研究

使用伴随同化方法探讨了四种底摩擦系数处理方法并模拟了渤黄东海的M₂分潮.理想实验表明:伴随同化方法有很强的反演底摩擦系数的能力;为了得到较好的反演结果,反演策略必须与给定的分布一致;如果给定分布很复杂,则需要复杂的反演策略.实际实验表明,底摩擦效应与地形密切相关,而海洋地形十分复杂,故需要较多的独立的底摩擦系数才能得到较好的模拟结果.本文的第四种方法将每一点均作为独立的底摩擦系数,在实验中获得了成功,验证了这种方法的合理性和有效性.     

聚乙烯醇和丙烯酸-β-羟乙酯水凝胶的摩擦学特性

合成水凝胶是由水溶性单体聚合得到的轻度交联的高分子柔顺链网络 .高分子交联网络与水之间的相互作用决定着水凝胶的物理化学性质[1,2 ] .水凝胶常应用于生物医学材料和生物传感器等方面 .如接触眼镜的材料就常用甲基丙烯酸 -β-羟乙酯和聚乙烯醇 (PVA)为主要成分的水凝胶 ,所以对其摩擦性质的研究会丰富对生物医用材料的认识 .关于水凝胶的摩擦性质的研究 ,除 Osada等[3] 研究了聚乙烯醇及一些天然水凝胶在几牛顿到几十牛顿的负载下的摩擦行为外 ,尚少报道 .PVA水凝胶的结晶度对其性能影响甚大 ,但他们没有涉及结晶度与 PVA水凝胶的摩…     

斜冲击界面动力学研究

讨论了界面受到斜冲击时的动力学问题。有效冲击摩擦系数被处理成冲击过程及初始冲击角的函数 ;界面的法向响应描述计及弹性接触、弹性变形极限以及依赖于应变、应变率及温度的完全塑性接触 ;界面在冲击过程中的构形变化也予考虑 ,并采用平均应变、应变率及最大温升的概念与估算。这种新的斜冲击界面动力学模型用于数值模拟刚性球对于延性靶的斜冲击实验 ,计算与实验比较 ,结果是令人满意的。     

堆焊熔敷层表面纳米晶层摩擦磨损性能研究

用预压力滚压技术在堆焊修复层表面制备纳米晶层.利用TEM、SEM分析技术研究表面纳米晶层微观结构,利用CETR-3型多功能摩擦磨损试验机考察在干摩擦条件下堆焊层表面纳米晶层的摩擦磨损性能.结果表明堆焊修复层表面经表面纳米化处理后,表面形成厚度约为10μm(晶粒尺寸小于100 nm)的纳米晶层,最表面层平均晶粒尺寸约为10 nm.纳米压痕试验表明纳米晶层的硬度提高,最表面纳米晶层的硬度约为原始堆焊层硬度的3倍.与原始堆焊试样相比,表面纳米化试样的摩擦系数降低了10%,磨损体积降低了25%~30%左右.表面纳米化样品的磨损机制由原始堆焊层的磨粒磨损和黏着磨损转变为磨粒磨损,分析表明晶粒细化导致的高硬度、低塑性是摩擦磨损性能改善和磨损机制改变的主要原因.