落震试验中摩擦力的标定方法研究

落震试验是起落架的主要力学特性试验之一,其参数测量和分析的准确与否直接影响起落架的力学分析与设计,对优化起落架缓冲参数、改变结构缓冲形式有理论指导作用。文中结合落震试验中力学参数测量的现状,对测力平台的三向力标定方法进行了研究,重点对摩擦力的影响因素进行了分析,提出一套摩擦力载荷标定方法。通过试验结果的对比验证,表明摩擦力对参数测量的影响是显而易见的,也从载荷分析上充分验证了摩擦力标定方法的正确性和可行性。     

轮轨力连续测试方法及1:5试验台验证

轮轨力是轮轨关系的重要基础,是车辆运行安全检测的重要指标。轮轨力连续测量是车辆动力学理论研究与实践的重要环节,也是轨道车辆领域研究的难点之一。通过轨道车辆轮对上载荷、弯矩及应变三者之间关系,提出一种轮轨力连续测试方法。该方法包括车轮有限元模型建立并计算车轮辐板应力,依据应力分布特征确定车轮辐板内外侧及内外圈应变计粘贴位置和数量,确定车轴截面测试位置、应变计测试电桥组桥方式、轮轨力标定方法和误差控制等。轮轨力标定包括轮轨垂向载荷和横向载荷标定、载荷-应变系数确定。误差控制包括选择准确贴片位置、标定系数回归以及车轮和车轴测点联合运用等。制作了1∶5实物测力轮对,并在1∶5转向架试验台上测试并获得该测力轮对的轮轨力。结果表明,提出的轮轨力连续方法具有较高的精度,实现轮轨力连续测试。     

横向载荷作用下螺栓临界松动载荷数值计算方法研究

为明确螺栓抵抗松动的能力,指导螺栓在使用中的选型,以抑制螺纹面局部滑移为防松条件,通过对同一螺纹面周向不同位置的受力进行分析,推导得到了横向载荷作用下螺栓临界松动载荷的数值计算公式。采用横向振动试验装置和该数值计算方法,分别测试和计算了尺寸规格为M5的螺栓在夹紧力为2 000 N、2 500 N时的临界松动载荷。结果表明,夹紧力为2 000 N时临界松动载荷的试验与计算结果分别为302.5 N、280.3 N,2 500 N时试验与计算结果分别为372.5 N和350.4 N。两种夹紧力条件下试验与计算结果相对误差分别为7.3%(2 000 N)和5.9%(2 500 N),这验证了该数值计算方法的准确性及可靠性。基于该公式,分析了螺栓结构参数对临界松动载荷的影响。结果表明,增大夹紧力、螺纹面摩擦因数、螺栓直径以及牙型角,降低螺栓夹紧长度、螺纹升角,可以增大临界松动载荷,提高螺栓抵抗松动的能力。     

激光检测摩擦力显微镜的定量标定

本文简要描述了激光检测摩擦力显微镜的工作原理，探索出一种横向力标定的有效方法，可以从横向力信号中提取摩擦力信号，从而能够定量地对试样表面的形貌和力学性质进行纳米量级的评定，以获取微观表面真实的三维形貌图和微观摩擦系数等信息，为纳米摩擦学设计提供依据。实验结果表明，用该方法测得未清洗单晶硅表面的微观摩擦系数约为０．０６，和Ｂｈｕｓｈａｎ等人的结果吻合的很好。     

接触角和横向载荷对轮轨粘着的影响

应用多层多支子结构技术建立轮对与轨道的多体接触模型,采用参变量变分原理和数学二次规划法求解轮轨接触力,根据不同的接触角和横向载荷计算得出轮轨接触力分布,分析接触角和横向载荷对纵向摩擦力(牵引力)以及粘着系数的影响。计算结果表明,轮对承受横向载荷时,轮轨接触点对之间摩擦力的方向在粘着区和蠕滑区有明显的不同,在粘着区其方向与钢轨纵向夹角较小,而在蠕滑区其方向与钢轨纵向夹角较大;当接触角较小时,粘着系数随着横向载荷的增加而减小;当接触角较大时,随着横向载荷的增加,粘着系数先增加后减小;在直线段粘着系数随着轮对承受横向载荷的增加而减小,在曲线段选取适当的横向载荷能够提高粘着系数。     

月基望远镜反射镜转台的热-结构耦合分析及验证

为了提高月基望远镜反射镜转台的工作性能,对反射镜转台进行了热-结构耦合分析以及试验验证和在轨验证。根据输入条件、热载荷、热边界等建立有限元模型对反射镜转台结构及主要发热部件进行了温度场计算。将温度载荷,预紧力载荷,边界条件输入结构有限元模型进行了热-结构耦合分析,得到了半封闭U型结构、高精密运动轴系、蜗轮蜗杆热变形和热应力。推导了轴系摩擦力矩的计算公式,将分析计算中的数据代入公式中获得了轴系的摩擦力矩,并根据摩擦力矩选取了合适力矩的电机。计算结果显示,左轴系在低温工况-25℃下摩擦力矩较大,达14.163N·mm;高温工况下摩擦力矩较小,55℃时为4.796N·mm。垂直轴轴系在低温工况-25℃时摩擦力矩为16.45N·mm;高温工况下由于轴系卸载,摩擦力矩为零。结果表明反射镜转台可以在-25℃~+55℃下正常工作。文中还通过试验验证和在轨验证证明了反射镜转台热-结构耦合分析的有效性和合理性。     

载荷和相对湿度对微摩擦力的影响

利用自制的微摩擦和粘附力测试装置，研究了在微牛量级载荷下，载荷和相对湿度对Si（100）材料与Si3N4材料组成的摩擦副的最大静摩擦和滑动摩擦的影响。实验发现，最大静摩擦力和滑动摩擦力均随着载荷的增大而增大，而最大静摩擦因数和滑动摩擦因数则随载荷增大而降低。相对湿度对摩擦的影响则随不同载荷的范围而有所不同。载荷较小时，相对湿度对摩擦因数的影响较大；载荷较大时，则相反。利用单峰接触的模型，建立了相对湿度与摩擦力关系的公式。     

新型压电式测力仪多功能静态标定平台的研制

为了解决压电测力仪的静态标定,文中介绍了自行研制的高精度、高刚性静态标定平台原理与结构。该标定台垂直力、水平力均采用螺旋加载方式,力值大小由三级标准测力环直接读取;而扭矩的加载采用"力×力臂"法,通过平移两个水平加载机构形成力臂,同时产生大小相等、方向相反的两个力来实现。对该标定台进行精度和刚度实测,结果表明相关指标均达到了CIRP-STCC标准。无疑,利用该标定平台可完成单向、双向力传感器、三向压电式测力仪以及钻削测力仪的静态灵敏度、线性、重复性、滞后以及横向干扰标定。     

双锥密封的预紧力

在高压容器的刚性连接封口中,通常是利用楔形原理来降低紧固件(如带双锥垫的封口、用于椭圆垫的连接件等)的预紧力。在双锥垫的力平衡中应考虑密封接触面上的摩擦力。密封垫摩擦力当运动方向改变时,其本身的符号改变,以阻止密封垫位移,相当于提高密封垫的刚性。在双锥封口预紧螺栓的过程中是以专用的液压拧紧器来拧紧的,当液压拧紧器卸压时,由于螺母变形和螺母与头盖的接触面微量不平度,螺栓的载荷力有某些降低。螺栓载荷力的降低是用卸载系数K=P/P_(ocr)来估算(式中P—液压拧紧器对螺栓产生的力;P_(ocr)—液压拧紧器卸压后的螺栓力)。     

基于辊底式喷淋淬火技术的铝合金分级淬火工艺

根据7050铝合金的单级淬火试验结果设计了3组分级(三级)淬火工艺,研究了分级淬火主要工艺参数(喷水压力p、水流密度q、持续时间t)对硬度、表面残余应力及显微组织等的影响。结果表明:工艺参数对显微组织的影响较小;第一级淬火时采用较高喷水压力和较低水流密度能获得较大的淬硬深度;第二级淬火时提高水流密度比延长持续时间对试样的淬硬深度更有利,但后者的残余应力要小些;最佳的分级淬火工艺为第一级p=200kPa,q=48L·m-2·s-1,持续3s,第二级p=10kPa,q=90L·m-2·s-1,持续12s,第三级p=200kPa,q=130L·m-2·s-1,持续约480s。     

原子力显微镜力传感器的设计

着重介绍原子力显微镜力传感器的要求和力传感器设计的有关问题，并提供一种用图表设计结构尺寸的方法。     

正弦力法动态力传感器灵敏度不确定度评定

随着汽车技术的日益发展,动态力传感器在汽车NVH、模态试验中用到的越来越多,一般采用动态法校准.本文依据振动与冲击传感器校准方法,以标准振动传感器为标准器,采用正弦力法校准动态力传感器灵敏度,并计算动态力传感器灵敏度测量值的不确定度,确保量准的准确一致和正确传递.     

用力-距离曲线标定原子力显微镜力测量系数的研究

推导出根据原子力显微镜测量得到的电压信号计算法向力和横向力的公式,然后研究用力-距离曲线标定公式中测量系数的方法,并用几种不同的探针和试样测试和确定所用原子力显微镜的测量系数。从测量的结果可以看到,不同探针和试样的测量值较为接近,表明该方法可行。当原子力显微镜测量系统的光路对称时,用本方法标定测量系数较为简单和准确。     

扫描力显微镜中超微力的探测方法

本文介绍了近十年来,各国科学家在研究扫描力显微镜的过程中所采用的各种超微力(10^-8～10^-10N)传感器的探测方法。评述了各种方法的灵敏度,抗振性,使用范围,操作方式和各自的优缺点。并对最近出现的几种新的探测方法作了说明。     

一种整体式力敏微型机械手

介绍一种集成有二维力传感器的整体式微型机械手 ,并建立了该机械手的力学模型。该机械手由三组平行片簧构成 ,能同时测量抓取力和沿机械手轴向的装配力。检测结果表明 ,两个集成在机械手中的力传感器互不干涉。     

"多点应力法"测量多级离心泵轴向力和径向力

提出了用“多点压力法”测量多级离心泵轴向力和径向力，在泵轴向空间无法安装外接测量装置时解决了测量问题。利用测量的数据，可靠地修正了原有平衡鼓的外径，结果表明该方法简便，精确，能降低测量成本，缩短测量时间。     

Imaging and Measuring the Molecular Force of Lymphoma Pathological Cells Using Atomic Force Microscopy

Atomic force microscopy (AFM) provides a new technology to visualize the cellular topography and quantify the molecular interactions at nanometer spatial resolution. In this work, AFM was used to image the cellular topography and measure the molecular force of pathological cells from B‐cell lymphoma patients. After the fluorescence staining, cancer cells were recognized by their special morphological features and then the detailed topography was visualized by AFM imaging. The AFM images showed that cancer cells were much rougher than healthy cells. CD20 is a surface marker of B cells and rituximab is a monoclonal antibody against CD20. To measure the CD20‐rituximab interaction forces, the polyethylene glycol (PEG) linker was used to link rituximab onto the AFM tip and the verification experiments of the functionalized probe indicated that rituximab molecules were successfully linked onto the AFM tip. The CD20‐rituximab interaction forces were measured on about 20 pathological cells and the force measurement results indicated the CD20‐rituximab binding forces were mainly in the range of 110–120 pN and 130–140 pN. These results can improve our understanding of the topography and molecular force of lymphoma pathological cells. SCANNING 35:40‐46, 2013. © 2012 Wiley Periodicals, Inc.     

链条压出力研究

压出力是表征链条综合制造质量的重要指标,如何合理确定压出力的大小一直是困扰链条行业的难题之一.将链条压出力与链条额定功率曲线、链条疲劳极限结合起来,提出了链条压出力的确定方法,并据此得到了在疲劳极限载荷作用下不同可靠度的链条最小压出力限值.     

铣削力预测研究进展

从切削几何条件不变的平直面加工和切削几何条件可变的曲面加工两个方面综述了当前铣削力预测方面的研究成果。指出研究复杂曲面加工的铣削力预测,尤其是非球头铣刀复杂曲面五轴加工的铣削力预测是本领域的重要发展方向。     

基于数字化加工的铣削力预测系统的开发

切削用量的实时获取是切削力预测的关键技术之一。基于数字化加工技术,通过在加工仿真过程中对三维实体图形进行分析,获得实时的切削参数,实现了切削力的实时预测;开发了一个针对铣削加工的切削力预测软件系统,通过铣削试验验证了该系统的正确性。