磨合磨损过程中摩擦振动变化规律研究

为了研究磨合磨损过程中摩擦振动的变化规律,实现通过摩擦振动识别摩擦副的磨合磨损状态,在CFT-Ⅰ摩擦磨损试验机上进行了船用柴油机缸套-活塞环的磨合磨损试验。应用谐波小波包变换和奇异值分解的方法提取振动信号的特征,通过定义的参数K研究了摩擦振动的变化规律。结果表明:参数K与摩擦副磨损表面的状态变化相关,随着磨合磨损的进行,参数K由大变小,并逐渐趋于稳定,与摩擦系数有一致的变化规律。因此,摩擦振动可用来描述摩擦副的磨合磨损过程,识别磨损状态的变化。     

超声波轴承用压电换能器模态分析及实验研究

设计了超声波轴承用压电换能器,确定所采用的压电换能器的相关参数,并采用有限元法进行压电换能器的振动模态分析,确定压电换能器辐射端面与其他零件组成摩擦副时产生最佳减摩效果的振动模态,并通过实验研究加以验证.研究表明,压电换能器处于纵向振动状态时产生的减摩效果最好.实验证明,超声振动具有良好的减摩性能,同种材料形成的摩擦副,在超声振动状态下静摩擦系数比非振动状态下降低了70%.     

干气密封环磨合过程摩擦振动信号混沌特性分析

磨合对防止干气密封环端面发生咬合、延长密封环使用寿命等具有一定影响，因而研究干气密封环在磨合过程中的变化特征，识别磨合状态有着重要意义。本文利用集合经验模态分解法（EEMD）提取端面间的摩擦振动信号。通过相空间重构，得到了摩擦振动信号的相轨迹和混沌参数。利用主分量分析法（PCA）和最大Lyapunov指数判别法，验证摩擦振动信号时间序列的混沌特性。并探究了吸引子结构演化轨迹以及其特征参数关联维数的变化规律。结果表明，当转速为500r/min、载荷为150N和450N时，磨合到稳定的过程中，各个摩擦振动信号时间序列的最大Lyapunov指数全部大于零、主成分分量谱图基本呈一条斜率为负的直线，摩擦振动信号具有混沌特征。而当密封环间的磨损状态由跑合阶段到稳定阶段变化时，其对应的摩擦振动吸引子变化趋势为更加“收敛-稳定”；混沌特征参数关联维数D的值皆随着磨合过程的进行由小变大，当摩擦进行到正常磨损阶段后D值都保持在较小范围浮动，达到平稳。因此，混沌吸引子以及关联维数D皆可反映密封环端面间的磨合过程，可用于干气密封环端面间磨合状态监测和识别。     

振动对无机盐相变材料过冷度的影响

通过对无机盐溶液相变材料冷却过程施加振动,研究了振动对蓄冷剂过冷度的影响.实验采用10%碳酸钠溶液作为蓄冷剂,振动功率变化为0~20 W.在恒温槽内温度为-6.7℃时,比较了蓄冷剂有无振动条件下的步冷过程;以及恒温槽内温度为-7.2℃时,振动强度为0~20 W的步冷过程.结果表明:振动加快了蓄冷剂的冷却速度、缩短了冷却时间、减小了过冷度;振动强度越大,减小过冷度的效果越明显;当振动强度为20 W时,能减小过冷度约2.0℃.同时振动能起到细化晶粒的作用.     

基于振动信号的轴承游隙监测及应用

轴承游隙是保证轴承寿命,减小摩擦、振动、噪声,使负荷均匀分布的重要使用特性。轴承游隙调节不当会造成使用寿命的缩短,引起振动和噪声,进而造成设备严重损坏等。由于轴承运转过程中无法实现轴承游隙的直接测量,而振动监测是对机械设备进行状态监测和故障诊断最常用的监测方法。笔者通过建立轴承振动模型,分析轴承游隙不当的振动机理,实现了采用振动信号进行轴承游隙不当的监测。通过实例验证表明,在不停机的状态下采用振动监测可以有效地实现对轴承游隙的监测。     

超声振动辅助划擦高体分铝基碳化硅的刀具磨损特性

为研究高体分SiCp/Al复合材料旋转超声加工中金刚石刀具的磨损规律,制备了圆锥形单颗金刚石工具,分别进行了单颗金刚石普通磨损试验和超声振动辅助磨损试验,通过对比分析两种试验结果,得出超声振动对金刚石刀具磨削高体分SiCp/Al复合材料时磨粒磨损规律的影响。试验结果表明:普通磨损试验中金刚石磨粒的磨损形式主要为宏观崩裂和磨耗磨损,而超声振动辅助磨损试验中金刚石磨粒的磨损形式主要为微小破碎和磨耗磨损。超声振动作用能显著降低试验过程中的切削力,减小摩擦因数,缓解金刚石磨粒与材料的黏附作用。金刚石磨粒在轴向上叠加了超声频的振动速度,其切入材料的合成速度增大,使金刚石磨粒内部尺寸较小的裂纹更易扩展,磨粒所受切削力方向不断发生改变,因此不易形成较大的宏观崩裂,金刚石磨粒的使用寿命得到延长。     

真丝绸摩擦振动声响特征分析

本文主要对丝织物间的摩擦振动声进行了初步的研究，并试图找出真丝绸特有的丝鸣特征。将不同原料，经过不同处理的两块织物在一定条件下摩擦发声，将摩擦声进行频谱分析和波形分析。根据实验结果可得，经酸处理的真丝织物具有明显的倍频效应，且频率在６～８ＫＨｚ问的振动亦较化纤织物为多。     

列车通过城市轨道交通高架桥对地面振动影响研究

为探究列车通过城市轨道交通高架桥时地面的振动特性及振动传递特性,以某一城市轨道交通高架桥为研究对象,对距离桥墩不同距离处同时进行振动测试,对结果进行频域特性分析,然后采用线性计权及Z计权进行1/3倍频程特性分析,并分析了分别采用这两种计权方式时,特征频率下振动的传递特性,最后进行了等效连续Z振级传递特性分析。结果表明:列车通过城市轨道交通高架桥时,地面的振动加速度主要分布在0~200 Hz频率范围内,且振动加速度峰值主要分布在60~80 Hz频率范围内;在线性计权下,地面的振动加速度级全局峰值均出现在频率63 Hz处,局部峰值均出现在频率为4 Hz处;在Z计权下,地面的振动加速度级全局峰值均出现在50~63 Hz范围内,局部峰值均出现在频率为4 Hz处;振动由桥墩底部沿地面传递过程中,随着与轨道中心线距离的增加,地面振动加速度级不断减小,且衰减速度随距轨道中心线距离的增大而减小。     

基于次加载面摩擦模型的接触面剪切特性研究

为了反映土与结构接触面的应变软化特性以及剪切速率对土与结构接触面力学特性的影响,基于ABAQUS软件提供的FRIC子程序,采用显式积分算法,对能够表现接触面上应变软化的次加载面摩擦模型进行二次开发. 利用该模型模拟土与结构接触面的直剪试验,研究直剪试验过程中次加载面摩擦模型接触面上的应力演变过程. 研究结果表明,利用次加载面摩擦本构模型,能够较好地模拟土-结构接触面直剪试验中的应变软化和密实状态的类砂土残余切应力随剪切速率的增大而下降的现象. 在剪切位移的发展过程中,次加载面摩擦模型接触面上的切应力先增加后减小,接触面远离加载端一侧到另一侧的应力发挥水平先后达到最大值. 该研究表明,次加载面摩擦模型可以用于土与结构接触面的应变软化特性和速率相关性的模拟.     

基于声发射信号的汽轮机动静摩擦监测

电厂中通常根据汽轮机振动信号来间接监测动静摩擦故障，但由于测振仪表的局限性及转子质量较大等原因，效果不理想。针对这种情况，从理论上分析了振动表不能监测摩擦故障的原因，提出利用声发射技术监测汽轮机动摩擦故障的方法，并介绍了监测系统的组成及应用。     

超声波悬浮推力轴承承载能力及减摩性能

在对超声悬浮及减摩理论进行分析和研究的基础上,提出了一种新型的轴承———超声波悬浮轴承,将超声振动用于轴颈的悬浮支承与动压润滑以构造滑动轴承。本文对压电换能器辐射端面与其上被悬浮物体之间的悬浮间隙的测量以及超声波轴承的减摩性能进行了研究,并与普通的滑动轴承和滚动轴承进行了对比。结果表明,超声振动具有悬浮能力,转速一定的条件下幅射端振动幅越大,悬浮间隙越大。超声波轴承减摩性能优于其他轴承。     

Effect of Ultrasonic Vibration on Deformation in Micro-blanking Process with Copper Foil

Effect of ultrasonic vibration on deformation in micro-blanking was investigated with copper foils of different grain sizes using a developed device. It is found that maximum shearing strength is decreased by ultrasonic vibration, and this effect becomes bigger for coarse grain than that for fine grain, which can be attributed to acoustic softening effect considering the absorbed acoustic energy. Surface roughness R_a of smooth zone decreases for the polishing effect of vibration at the lateral contact surface. When ultrasonic vibration is applied, the sheared deformation area becomes relatively narrow, and it leads to the reduction of radius of rollover. The analysis of cross section in sheared deformation area shows that the crack initiation is inhabited for the existence of acoustic softening, and the proportion of smooth zone is increased. Also, angle of crack propagation becomes smaller because of periodic strain, and the angle of facture surface is decreased. As a result, the quality of micro-sheet parts is improved by applying ultrasonic vibration.     

Effect of thickness of friction material on contact state of ultrasonic motor

Performances of ultrasonic motor (USM) considerably depend on contact state between stator and rotor.Based on an electric contact method,the effects of thickness of single homogeneous friction material...     

超声红外无损检测中复合材料裂纹发热分析

为了定量分析超声红外无损检测中复合材料裂纹面之间接触、碰撞、摩擦等相互作用引起的发热现象,建立超声激励下复合材料微裂纹板热传导的显式瞬态动力学有限元模型,并由此获得沿裂纹剖面的温度场分布图,从而证明对含裂纹缺陷的复合材料进行超声波激励相当于对裂纹进行选择性加热,缺陷处温升幅值大小与初始温度场无关。研究结果显示采用平衡主-从接触算法和整体-局部接触搜索算法可有效模拟裂纹缺陷在超声波激励下的接触、滑移及摩擦等相互作用机理,揭示复合材料局部微裂纹的发热及热传导规律。     

库仑摩擦对机械振动的影响

库仑摩擦力与运动的关系是非线性、非光滑的,从而使振动系统的动力学行为更加丰富。本文讨论库仑摩擦对单自由度系统自由振动及受迫振动的影响。将干摩擦阻尼系统与线性阻尼系统进行对比,借助MATLAB数值计算工具,分析两种系统在相空间中解的状态轨迹,得出干摩擦振动系统一些特有的动力学行为。     

轮轨横向接触系统的自激振动分析

为了研究轮轨接触过程中发生的自激振动现象对轮轨曲线啸叫噪声的影响,建立了轮轨横向接触系统的单自由度动力学方程,采用基于De Beer模型的改进的新型摩擦系数模型计算了轮轨接触面上的摩擦力变化,用相平面法分析了动、静摩擦系数以及横向蠕滑率对该自激振动系统的稳定性影响.计算结果表明：不稳定的轮轨自激振动会激发车轮的若干模态...     

Wet friction performance of C/C-SiC composites prepared by new processing route

C/C-SiC composites with SiC island distribution were prepared via a new processing route. The fabrication process mainly included silicon infiltration by ultrasonic vibration, chemical vapor deposition (CVD), siliconizing, liquid phase impregnation and carbonization. The wear and friction properties were tested by an MM-1000 wet friction machine. The results show that SiC phases are mainly distributed between carbon fibers and pyrocarbons as well as among the pryocarbons. The dynamic friction coefficient of the composites decreases gradually from 0.126 to 0.088 with the increase of the surface pressure from 0.5 to 2.5 MPa at the same rotary speed. Furthermore, under the constant surface pressure, the dynamic friction coefficient increases from 0.114 to 0.126 with the increase of the rotary speed from 1 500 to 2 500 r/min. However, the coefficient decreases to 0.104 when the rotary speed exceeds 4 500 r/min. During the friction process, the friction coefficient of C/C-SiC composite is between 0.088 and 0.126, and the wear value is zero after 300 times brake testing. Foundation item: Project(2006CB600901) supported by the Major State Basic Research and Development Program of China; Project(0991015) supported by Guangxi Science Found, China; Project(200808MS083) supported by Guangxi Education Department Found     

无磨损滑动摩擦热力耦合的ABAQUS二次开发与应用

滑动摩擦热对材料物理特性和应力水平有显著的影响,开发能再现滑动摩擦过程的数值模拟方法对克服试验中物理量测量的不方便、节省试验成本有一定意义.在借鉴摩擦界面原子振动理论关于摩擦因数计算的基础上,利用ABAQUS提供的用户摩擦子程序VFRIC二次开发平台编写了考虑不同滑动摩擦因素（接触压力和相对滑动速度）的摩擦模型,结合实例对无磨损金属干摩擦情况下的摩擦热应力与机械应力耦合进行了模拟分析,以验证二次开发模拟方法的有效性.     

土与结构接触界面改进直剪试验研究

目的 研究土与结构接触界面力学行为随接触材料类型及含水率变化规律．方法 通过改进的直剪仪进行黏土自身、黏土与混凝土、黏土与石、黏土与砖4个含水率共64个试样的剪切试验．结果 得到了不同含水率不同正应力下土与不同结构接触界面的剪切应力应变曲线，当土体含水率增大时，黏土内部摩擦角缓慢减小，而黏土与混凝土和黏土与砖接触界面的摩擦角急剧降低；土体内部的黏聚力逐渐减小。而土与结构接触界面的黏聚力均先增大后减小，各接触类型接触界面的抗剪强度随土体含水率的增大均呈下降趋势．只在含水率为13％、法向应力为50kPa的黏土内部剪切时才出现剪胀现象．结论 土与结构接触界面的抗剪强度、摩擦角、黏聚力等力学参数与接触材料类型及土体含水率密切相关，研究结果为工程设计的计算参数取值提供了试验依据。