金属材料干摩擦特性仿真方法与试验验证

通过设计的金属干摩擦特性试验装置,测量得到了金属材料试件在固定正压力下的干摩擦迟滞特性,并且在MSC/MARC中建立了与试验相一致的有限元模型来仿真预测干摩擦接触的粘-滑迟滞特性.通过与试验数据的比较,验证了仿真模型的正确性,发现有限元模型结果与试验结果以及理论计算结果吻合程度较好,从而有助于分析工程实际中材料干摩擦特性和阻尼特性,验证了有限元方法的可行性.     

金属材料干摩擦特性仿真方法与试验验

通过设计的金属干摩擦特性试验装置,测量得到了金属材料试件在固定正压力下的干摩擦迟滞特性,并且在MSC/MARC中建立了与试验相一致的有限元模型来仿真预测干摩擦接触的粘－滑迟滞特性。通过与试验数据的比较,验证了仿真模型的正确性,发现有限元模型结果与试验结果以及理论计算结果吻合程度较好,从而有助于分析工程实际中材料干摩擦特性和阻尼特性,验证了有限元方法的可行性。     

对非线性摩擦系统的前馈控制教学探讨

在机电教学部教学过程中,对非线性摩擦系统的前馈控制进行了深入思考,在借鉴几本经典教材及机械学科组组员的讨论下总结教学经验,从而举出了文章中的例子,意图在于理论联系实际,让学生能主动利用所学知识来思考如何分析解决动力学系统建模中的问题。     

微细电火花线切割加工表面干摩擦磨损特性

以球—面接触方式,在0.6mm振幅下,研究微细电火花线切割加工表面在不同载荷和不同频率下的往复滑动干摩擦磨损行为,并探讨其磨损机理。结果表明,微细电火花线切割加工的模具钢M42表面,随着载荷的增加,摩擦过程转变为三体摩擦,降低了摩擦因数;随着频率的增加,由于温升形成的氧化膜降低了微凸体接触界面的抗剪强度,从而使摩擦因数降低;磨损体积随着载荷和频率的增大均呈增大的趋势,磨痕呈现为典型的粘着磨损和氧化磨损机制。     

考虑非线性摩擦模型的机器人动力学参数辨识

针对机器人动力学参数辨识的问题,提出了一种基于人工蜂群算法的辨识方法。考虑到关节摩擦特性,引入非线性摩擦模型,推导了机器人动力学模型的非线性形式。设计满足速度、加速度边界条件的五阶傅里叶级数作为激励轨迹来采集实验数据;利用人工蜂群算法,以蜂群为搜索单位,通过群体间的信息交流方式与优胜劣汰机制,对模型中的未知参数进行了辨识。最后,对得到的辨识模型进行了分析与验证,结果表明通过辨识得到关节预测力矩与测量力矩有较高的匹配度,所建立的非线性模型能够更好地描述机器人的动力学特性。     

柔性并联机器人非线性摩擦动力学建模与速度规划

为了实现柔性并联机器人的高速、高精度控制,基于HensensKostic理论,计入关节非线性摩擦力建立了Lagrange动力学误差模型,测试了补偿前后机器人的单点定位误差。基于机构最大速度和加速度约束条件,分析了S型和常用T型2种速度规划算法下机器人的位置误差和速度性能。仿真结果表明:T型速度规划位置和速度跟踪最大误差为78.1μm和11.4 mm/s,而S型速度规划分别是37.8μm和3.72 mm/s,且2个终止点定位误差仅为8.1μm和8.9μm;速度性能方面,S型速度峰值误差变化最大仅为1.74 mm/s,远小于T型速度规划的6.88 mm/s。可见,在高速下S型速度规划算法保证了较高的位置跟踪精度尤其是定位精度,速度尖峰突变小且整体曲线相对平缓,大幅提高了速度跟踪精度和运动平稳性,更易于实现机器人高速、高精度平稳控制。实验测试了机器人连续运动下定点位置误差,仿真所得位置误差小于实测数据,存在100μm左右的误差,但所得结论一致,验证了仿真分析的有效性。     

M型截面流道对旋涡泵性能的影响分析

为了减少旋涡泵流道内部冲击损失,提升旋涡泵的性能,研究了基于面积不变理论改变旋涡泵流道截面形状的方法。采取流道形状贴合流动状态的策略,改变流道截面形状为M型,利用CFD技术对参考泵和M型截面流道的内部流动进行多工况三维数值模拟分析,对比两者之间的扬程、效率曲线,并分析流道截面的流线图。结果表明,相比矩形流道,M型截面流道在扬程和效率上均有所提升,流道内叶片出口处的乱流有所改善,M型截面流道中液流更加平滑,但是过流面积增加,摩擦损失也随之增大。     

镍钛合金对金属橡胶的动静态性能影响分析

金属橡胶是由金属丝编制而成的,为具有较强非线性的隔振材料,通过金属丝之间的干摩擦耗能来实现减振缓冲,在摩擦粘性阻尼力和弹性力的共同作用下,得以表现出优异的减振效果.采用304不锈钢、镍钛合金丝与304不锈钢丝1:1配比而成的复合材料,分别制作金属橡胶,结合静态压缩试验、动态扫频试验,分别对复合-MR、不锈钢-MR的动静...     

环境湿度和喷水对制动器材料摩擦性能影响分析

通过对国外摩擦方面相关文献进行总结，给出了车辆制动器摩擦材料在不同的工作环境湿度、浸水湿润和对制动器喷水等系列情况下，其摩擦性能随转速、压力和时间几个方面的变化情况；同时，对不同情况下摩擦性能变化原因和摩擦面间的摩擦膜作用加以初步分析，并提出了需要进一步研究的问题。     

考虑非线性摩擦的绳驱动连续体机器人动力学研究

针对连续体机器人因自身的柔顺性及自由度的冗余性所带来的运动建模复杂和控制精度较低等问题,提出了一种考虑非线性摩擦的绳驱动连续体机器人动力学建模方法。基于凯恩方法构建了包含惯性力、弹性力、重力及驱动力作用的动力学模型,并根据改进的Capstan方程对绳-轮传动系统的力传递特性进行分析,提出了一种基于非线性摩擦补偿的前馈控制策略,最后通过对单节连续体机器人进行仿真和运动实验来验证所建模型的正确性。结果表明,所建立的运动模型和控制策略能够较为准确地描述连续体机器人的变形特性。     

汽车用制动器衬片摩擦性能试验方法及质量控制

汽车用制动器衬片是汽车制动系统中一个十分重要的零件,属于工业产品生产许可证产品,其质量的优劣直接关系到行车安全,是涉及人民群众生命财产及生产安全、公共安全的重要工业产品。该产品执行的标准为GB5763-2008《汽车用制动器衬片》,摩擦性能是最重要的技术指标之一,该文探讨了摩擦性能试验方法及质量控制,以期使试验数据更加准确、可靠。     

无臭式重力干清粪工艺设计及关键技术运用

为实现机械化处理生猪粪污,适应规模化发展需要,开发了无臭式重力干清粪工艺。介绍了无臭式重力干清粪工艺技术要点,通过在部分养殖场的实践运用证明,无臭式重力干清粪工艺集成技术可节约养殖用水、防治恶臭、实现废污无害化处理和肥料化、能源化应用,具有极大推广价值。      

非线性双端固支梯形梁压电俘能器结构设计与特性分析

设计了一种非线性双端固支梯形梁压电俘能器,用于收集环境中的振动能量,并将振动能转换为电能,为微小型电子元器件供能。自然环境中振动源的振动频率大多在100 Hz以下,该俘能器采用引入非接触磁力的方法,降低其谐振频率、拓宽俘能频带并提高输出性能。在理论分析的基础上,建立了Matlab/Simulink仿真模型并进行试验测试,对比分析了线性及非线性双端固支梯形梁压电俘能器的谐振频率、带宽及输出性能,同时研究了输出性能在3个参数(固定磁铁与质量块磁铁间距d、外接负载电阻R、外界激励加速度a)变化时的响应。仿真与试验结果表明,引入的非接触磁力使压电俘能器谐振频率降低了9 Hz,俘能带宽拓宽了20%,输出功率提高了7. 5%。     

摩擦式吊具的力学分析

摩擦式吊具提升与传动的载体是钢丝绳,在其运动过程中,钢丝绳不仅会表现出大的变形和柔性变化,而且伴随着与滑轮之间的摩擦,还会产生非线性的接触运动。准确具体地对摩擦式吊具进行其运动中的力学原理及现象进行分析,已然成为摩擦式力学特性研究的关键点。本文将针对摩擦式吊具在运动中体现出来的力学现象,在速度、加速度、摩擦系数等方面进行分析。     

偏压对磁控溅射氮铝铬薄膜摩擦性能的影响

本文采用了反应磁控溅射法在烧结Nd Fe B表面连续地沉积了氮铝铬薄膜。使用扫描电镜表征了薄膜的形貌。摩擦磨损性能在室温下采用多功能摩擦磨损试验机Rtec(MFT 5000)来表征。研究结果表明基底施加合适的负偏压会使薄膜致密、摩擦系数降低。     

摩擦纳米发电机的结构与原理分析

文章分析摩擦纳米发电机的基本工作原理;阐明摩擦纳米发电机与传统发电机相比的显著优势;概括总结了目前摩擦纳米发电机的几种基本结构;结合世界能源发展现状和当今智能化、微型化的时代潮流指出了摩擦纳米发电机广阔的应用和发展前景。     

轴流泵装置调速性能的非线性回归模型研究

利用理论推导和试验数据相结合的方法,通过多元非线性回归分析得出轴流泵装置调速性能模型。根据水泵基本方程,结合假定条件推导出轴流泵装置扬程、效率关于转速、流量的特性方程。利用高精度水力机械试验台分别对2种不同类型的轴流泵装置试验测试,分析得出效率和扬程特性曲线随转速变化呈非线性变化的结论。利用试验数据作为观测值,特性方程作为预测模型,利用nlinfit函数和遗传算法相结合的多元非线性回归算法计算得出特性方程的待定系数。对2个算法的分析比较发现,单独利用多元非线性回归算法所求得的系数解趋于局部最优,而结合遗传算法后能得到全局最优解。将所求待定系数代入预测模型,分别将2种轴流泵装置的扬程、效率调速特性试验数据与预测值进行比较,得出:全流量范围内扬程误差绝对值在0~0.8 m之间,效率误差绝对值在0~8%之间;设计工况点附近扬程误差绝对值在0~0.5 m之间,效率误差绝对值在0~5%之间。     

厌氧干发酵混合物料的流动特性分析

将有机生活垃圾与污泥混合作为原料应用于厌氧干发酵中,对条件下的物料进行流动特性分析,利用RV2旋转粘度计测量有机生活垃圾与污泥不同混合比例和不同温度条件下的表观粘度,并绘制相应的流变曲线。结果表明:不同含量的有机垃圾与污泥的表观粘度在发酵前后不同,发酵前后污泥每增加一份其粘度分别增加15.41%,10.26%,而增加一份有机物其粘度分别降低12.79%,6.92%;原料的配比浓度对粘度有较大影响,污泥浓度与其粘度成正比关系,且发酵前的粘度是发酵后的1~3倍;混合物料在温度较低时,粘度值随温度升高而下降的趋势较大,温度较高时,这种趋势变缓;且随着剪切速率的增加表观粘度逐渐降低至最后趋于稳定。该项研究为沼气工程中的设备选型及输送等工作提供了理论参考依据,具有实际的指导意义。     

接种量对农牧业混合原料干发酵产气性能的影响

为了更高效、环境友好化地利用甘肃省玉米秸秆和甘蓝尾菜等生物质资源,文章研究接种量对混合原料干发酵过程产气性能与启动速度的影响。试验在中温(37℃±1℃)TS为20%条件下,不同数量接种污泥与牛粪玉米秸秆或牛粪甘蓝菜叶混合后的干发酵过程,监测了接种量分别为20%,30%,40%时pH值、氨氮含量、日产气量、甲烷含量、累计产气量和累计产甲烷量等参数变化。结果表明:当接种污泥与牛粪玉米秸秆混合时,接种量40%的混合原料干发酵累计产气量最高,为207.46 L,平均甲烷含量52.2%,日最高产气量为11.76 L,日平均容积产气率为1.09 L·L^-1;当接种污泥与牛粪甘蓝叶混合时,接种量为30%的混合原料干发酵累计产气量最高,为159.96 L,平均甲烷含量47.8%,日最高产气量为8.90 L,日平均容积产气率为0.84 L·L^-1;除20%接种量与牛粪玉米秸秆混合试验组第3天才开始产气外,其余干发酵均在第1天就开始产气;由于接种污泥的缓冲作用,所有厌氧干发酵过程中氨氮含量一直低于1500 mg·L^-1,没有发生厌氧反应被抑制的现象。混合原料恒温干发酵可以实现生物质资源更合理的应用。     

刀-屑摩擦对残余应力分布影响的模拟分析

刀-屑之间的摩擦对金属切削成形表面的残余应力有显著的影响。金属切削过程的有限元模拟,摩擦建模是关键问题之一。传统的研究方法一般采用平均摩擦因数,与实际情况不符,使模拟失真。本文提出多项式摩擦模型,对刀-屑接触表面进行较为真实的模拟,并把结果与平均摩擦因数法作了比较,同时分析了不同摩擦模型对残余应力的影响。