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接触式机械密封端面微凸体变形特性研究 总被引：1，自引：0，他引：1
依据分形理论,考虑摩擦作用的影响,分析了接触式机械密封摩擦副端面微凸体的变形特性;得到了端面微凸体临界弹性变形微接触面积和临界塑性变形微接触面积,端面间微凸体弹性接触面积、弹塑性接触面积、塑性接触面积以及弹性接触面积比的数学表达式．用数值仿真方法得出了GY70型机械密封摩擦副端面间的弹性接触面积比．研究表明,弹性接触面积比随着分形维数的增大先增大后减小,随着特征尺度系数的增大而减小,随着端面摩擦因数的增大而减小．对于机械密封摩擦副接触端面,存在一个最优的分形维数值,使得弹性接触面积比最大,摩擦副端面间的磨损最小．对于GY70型机械密封,其软质环端面最优分形维数在1．6左右． 相似文献
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考虑微凸体弹塑性变形的结合面分形接触模型 总被引：1，自引：0，他引：1
基于分形接触理论,建立了考虑微凸体弹塑性变形的结合面分形接触模型.通过对所建模型的数值仿真,直观揭示了接触载荷与实际接触面积间的非线性关系,以及弹塑性变形对结合面接触的影响.仿真结果表明,接触载荷随着实际接触面积的增加而增加,两者呈近似线性关系.同样的接触面积下,接触载荷随着分形粗糙度系数G的增加而增加,随着分形维数D变化的规律比较复杂.弹塑性接触面积占总接触面积的比例随着接触面积的增加而略微减小,同时随着G的增加而增加.弹塑性接触面积所占比例与D的关系是复杂的.弹塑性接触载荷不可忽略,弹塑性载荷占总载荷的比例与粗糙度系数及接触面积无关,只随着分形维数的增加而减小.忽略微凸体弹塑性接触时,接触载荷会略大于考虑弹塑性接触时的结果,误差在5％～60％之间,误差随着分形维数的增加而减小. 相似文献
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以微孔陶瓷灌水器为研究对象,在0 m工作水头下进行土壤水分运移特性试验,并以10 m额定工作水头下工作的地下滴灌灌水器作为对照。通过对比分析2种灌溉方式下累计入渗量、流量、湿润体特征和土壤含水率变化,结果表明:相同灌溉时间下微孔陶瓷渗灌的累计入渗量、湿润锋运移距离、湿润体截面面积均明显小于地下滴灌。微孔陶瓷渗灌的流量随时间逐渐减小,直至接近于零;试验后期,微孔陶瓷渗灌湿润体内整体土壤含水率变化较小;由于微孔陶瓷渗灌为无压连续灌溉,因此在其工作过程中可为作物提供一个恒定的水分环境。而地下滴灌的流量则会维持稳定,使得土壤含水率一直增大,停止灌溉后由于土壤水分再分布而减小。地下滴灌为被动恒压灌溉,因此其灌溉条件下作物生长的水分环境处于干湿交替的循环变化状态。 相似文献
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基于压电原理,在考虑黏着、微凸体间相互作用、基底弹塑性变形及微悬臂梁弹性恢复等基础上,运用ABAQUS动态模拟分析了压电薄膜驱动下微悬臂梁末端与基底粗糙面间的接触。结果表明:每次压电驱动接触过程中均存在数次明显的接触-分离情形,梁与基底在无电压作用后2~4μs内仍出现黏合,分离期间粗糙表面发生小部分的弹塑性变形,其中最大残余应力值处于接触区域边缘;随着压电驱动次数的增加,基底发生塑性变形区域不断向两边扩展,表面间黏合作用增强,影响系统接触的可靠性。 相似文献
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基于分形接触理论以及微凸体的卸载模型,建立了结合面的分形卸载模型。在模型中考虑了弹性以及弹塑性微凸体的卸载。通过对所建模型的数值仿真,揭示了卸载过程中接触载荷、实际接触面积、接触压力与干涉量间的非线性关系,以及卸载过程与加载过程的不同。结果表明,结合面的卸载过程是弹性的,且卸载过程取决于加载过程的最终状态。卸载过程中,接触面积和载荷是干涉量的函数。卸载开始时,接触面积和接触载荷都急剧减小,并且小于加载时的值。随着卸载量的增加,接触面积很快超过了加载时的接触面积,而接触载荷在很大范围内都远小于加载时的接触载荷。在整个干涉量区间内,接触压力都远小于卸载时的接触压力。 相似文献
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基于接触分形理论的结合面切向接触刚度分形模型 总被引：3，自引：2，他引：3
以球体与平面接触时的切向接触刚度以及粗糙平面接触的分形理论为基础 ,基于 3个假设 ,即粗糙表面的微观形貌各向同性 ,粗糙表面上各微凸体之间的相互作用可以忽略不计 ,各微凸体所受的力与其接触面积的大小成正比 ,从理论上提出了具有尺度独立性的结合面切向接触刚度分形模型 ,并进行了定性的实验验证 ,说明了该模型的正确性。 相似文献
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以球体与平面接触时的切向接触刚度以及粗糙平面接触的分形理论为基础，基于3个假设，即粗糙表面的微观形貌各向同性，粗糙表面上各微凸体之间的相互作用可以忽略不计，各微凸体所受的力与其接触面积的大小成正比，从理论上提出了具有尺度独立性的结合面切向接触刚度分形模型，并进行了定性的实验验证，说明了该模型的正确性。 相似文献
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在考虑微凸体间的相互作用及摩擦界面摩擦热流耦合等影响基础上,建立一具有三维分形特性粗糙表面/理想平面接触的热力耦合模型,运用有限元软件ANSYS中的非线性有限元多物理场方法,数值模拟并分析了弹性粗糙实体/理想平面刚性体(E/R)、弹塑性粗糙实体/理想平面刚性体(P/R)的摩擦滑动过程,揭示了粗糙表面不同变形特性下粗糙实体摩擦热、接触压力与接触面积的变化规律。发现在匀速滑动过程中,摩擦表面最高接触温度在波动中缓慢上升,而最大接触压力和接触面积则在一定范围内波动。弹性接触(E/R)中接触压力、摩擦温度比弹塑性接触(P/R)大,而接触面积则小很多。在分析摩擦过程中粗糙实体热、力问题时,考虑粗糙接触体的弹塑性变形对结果有较大的影响。 相似文献
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《排灌机械工程学报》2017,(8)
为科学地量化分析和准确评估土壤表面微形貌加工整地措施对红壤丘陵区坡耕地的土壤侵蚀调控作用,以衡量土壤表面微形貌加工作业对云南省红壤丘陵区坡耕地的适用性和有效性,进行了人工模拟降雨(240 min,55 mm/h),在不同坡面坡度(7.5°,9.0°,12.0°和15.0°)条件的试验小区进行径流试验,将产流量、产沙量和产流时间作为关键参数进行了测定.研究结果表明,在不同坡度的坡面,与控制组(土壤表面无微坑)相比,经土壤表面微形貌加工作业后的地表均可明显延长产流时间、减少产流量和产沙量,产流时间最大可延长51.18%,产流量最多可减小43.04%,产沙量最多减小25.14%.本研究可为南方红壤丘陵区坡耕地水力侵蚀的防治提供新的方法和数据基础. 相似文献
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蝴蝶鳞片微观结构与模型分析 总被引：1，自引：1，他引：0
蝴蝶鳞片表面具有脊沟等非光滑结构,这些结构的形态、密度、分布等的微小差别对光线产生折射、反射等光学效应使鳞片呈现不同的颜色.蝴蝶鳞片微观结构的分析是生物结构色隐身研究的理论基础.本文从宏观与微观、表面形态与横截面结构等角度出发,应用电镜对比分析了鳞片的微观结构,构建蝴蝶鳞片分布、形态和结构的优化模型,优化设计出2种仿蝴蝶鳞片微观结构模型. 相似文献
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为了研究槽底表面粗糙度对干气密封性能的影响,建立沿密封端面径向分布为正弦曲线的槽底表面粗糙度模型,考察在单个取样长度Lr内正弦波波长λ对密封性能的影响,确定了正弦波波数n=10,即波长λ=0.08 μm,采用近似解析法求解密封端面间隙的气膜压力分布,得到了不同槽深和不同膜厚下槽底表面粗糙度对干气密封端面开启力和泄漏率的影响规律.结果表明:针对所研究的工况,与光滑面相比,槽底面粗糙度Ra=0.4 μm时,开启力的最大相对误差(绝对值)为0.12%,泄漏率的最大相对误差(绝对值)0.31%;槽底表面粗糙度Ra=0.8 μm时,开启力的最大相对误差(绝对值)为0.50%,泄漏率的最大相对误差(绝对值)1.26%.这说明,一般工况下,槽底表面粗糙度Ra≤0.8 μm时,可忽略槽底表面粗糙度对干气密封性能的影响.而在非槽区气膜厚度h0<2 μm的运行工况下,建议将槽底表面粗糙度Ra降低到0.4 μm以下. 相似文献
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基于CFD-DEM耦合方法计算离心泵内固液两相的流动及过流部件的磨损,研究不同叶片包角时叶轮的平均磨损率、液相的速度分布、颗粒的运动、颗粒与壁面的接触次数和接触力.研究表明:随着包角的增大,扬程、效率和平均磨损率均先增大后减小;当包角为110°时,颗粒与壁面的接触力和接触次数最大,导致磨损最为严重,磨损严重区域在吸力面中间与前盖板的交界处;包角从90°增大到110°时,颗粒与过流部件壁面之间的接触次数和接触力逐渐增大,增大了离心泵磨损程度;包角从110°增大到160°时,聚集在吸力面中间位置的低速颗粒逐渐减少,导致颗粒与过流部件壁面之间的接触次数和接触力逐渐减小,从而减小了磨损严重的区域,减轻了离心泵磨损程度. 相似文献
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为了实现高雷诺数下自由表面旋涡生成与演化过程的数值模拟,将标准Smagorinsky亚格子应力模型引入到三维单相自由面格子Boltzmann方法中,建立结合大涡模拟的格子Boltzmann方法（LES-LBM）.当进口雷诺数分别为5×104和105时,考虑重力和科氏力的作用,采用LES-LBM对长方形水槽底部吸水口上方的自由表面旋涡的生成与演化过程进行数值计算,再现了自由表面旋涡发展过程中的典型流态,并根据其特点将自由表面旋涡的发展过程分为4个典型阶段.对比分析有、无科氏力作用下的高雷诺数流动算例,验证科氏力的作用.对自由表面旋涡发展过程中的B型（染色旋涡和挟物旋涡）和D型（连续吸气旋涡）自由表面旋涡的径向速度、切向速度以及轴向速度沿吸水口半径方向的分布规律进行重点分析.数值计算结果表明：采用结合大涡模拟的单相自由面格子Boltzmann方法,可以有效模拟高雷诺数下的自由表面旋涡生成与演化过程;验证了科氏力在诱导并促进自由表面旋涡发展过程中的作用;计算获得的自由表面旋涡内部流场的各速度分量沿径向的分布规律与试验结果定性一致,且几乎不随进口雷诺数的不同而改变. 相似文献
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为改进柔性机器人驱动器结构及数学模型,提出了一种非完全对称气动柔性弯曲关节及其数学模型。为了实现其实时闭环控制系统,进一步简化了原有数学模型,并对其力学特性进行了实验研究。搭建了力学特性实验平台,并对两种不同规格(长度分别为40、60 mm)的关节进行了测试。采用Matlab曲线及曲面工具箱对测试结果进行分析,得到了新型气动柔性弯曲关节的经验模型。该经验模型表明气动柔性弯曲关节的弯曲角度与初始长度、关节内外气压差、输出力之间存在非线性关系。与简化的数学模型比较,该经验模型具有更高的精度,其中输出角度模型相对误差平均值小于6.7%,输出力模型相对误差平均值小于2%。同时,该经验模型纠正了原有数学模型中,认为关节初始长度与弯曲角呈正比的错误结论。 相似文献
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肋条型仿生镇压辊减粘降阻试验 总被引：4，自引：0，他引：4
基于臭蜣螂腹侧面的几何结构,设计了9种肋条型仿生镇压辊。肋条结构采用具有良好疏水性的超高分子量聚乙烯材料。采用L9(34)正交表,考察了土壤干基含水率为20%时,肋条结构底面宽度W、高宽比R、镇压辊载荷F和面积比K对镇压辊粘附土壤量和牵引阻力的影响。结果表明:在试验条件下,与普通镇压辊相比,仿生镇压辊在保证适宜玉米生长容积密度前提下具有明显的减粘效果,减粘率最高可达41.08%;合理的肋条结构尺寸可使仿生镇压辊的减阻率达11.75%~39.40%。采用极差法对试验结果进行分析,得到了影响镇压辊粘附土壤量和牵引阻力因素的主次顺序及最优水平,并探讨了各因素对镇压辊粘附土壤量和牵引阻力的影响。 相似文献
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针对现有定参数Maxwell模型对气动肌腱压力/长度非对称迟滞特性力模型精度较低问题,提出非对称变参数型Maxwell迟滞模型方法。构造变刚度滑块算子替代原定刚度滑块算子来辨识某一等压下非对称迟滞模型参数,再结合不同等压、工作长度条件下的迟滞特性差异,动态加权辨识迟滞模型参数,满足不同等压、工作长度的非对称迟滞情况。以FESTO公司MAS型气动肌腱为研究对象,通过不同等压、长度实验对比经典Maxwell和改进型Maxwell力模型精度:卸载误差最大降低了80%,最大相对误差由20%降低到5%,整体相对误差稳定在5%以内,误差波动更为平稳,不同气压下精度提高到了99.98%。实验结果表明,改进型Maxwell迟滞力模型精度均显著优于经典Maxwell,更能够精确捕捉到气动肌腱固有的非对称迟滞特性和不同长度下的次环。 相似文献