平行板颗粒流摩擦系统的力链构型与演变研究

发布时间：2017-05-29 23:09

  本文关键词：平行板颗粒流摩擦系统的力链构型与演变研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：颗粒物质作为介质导入摩擦副中,利用颗粒的摩擦、碰撞、挤压等微观运动,达到润滑、精加工等目的,在航空发动机辅助轴承、研磨抛光精加工等系统中发挥积极作用。颗粒物质由于其复杂特性,传统理论无法适用,而越来越受到研究学者的关注。为研究平行板颗粒流摩擦系统内颗粒物质的内在规律,本文通过探索力链的构型及演变规律从细观尺度进行研究。首先运用PFC2D软件构建平行板颗粒流摩擦系统,颗粒体层数较少且按照理想状态进行排列,平行板两端施加周期性边界条件以实现颗粒体的循环流动,模型参数依据研磨抛光加工实验设备及加工材料进行设定。然后控制单一变量进行模拟,并对输出数据进行比较,得到参数变化对力链变化的影响。其中,输入变量包括载荷、速度、颗粒间摩擦因数、颗粒层数及颗粒粒径,输出参数包括颗粒体内剪切膨胀过程、弱力链的分布率和承载率、力链的方向、力链承载特性以及力链形态图等。模拟结果表明：剪切膨胀过程可分为塑性爬行阶段、脆性破坏阶段以及颗粒重组阶段,其中以塑性爬行阶段其承载特性最好；低层数下颗粒流内力链整体趋于驱动力方向分布；输入变量数值变化会影响颗粒流内的剪切膨胀现象,并出现整体运动现象；载荷和颗粒层数对剪切膨胀中力链承载特性影响最大,颗粒间摩擦因数对颗粒体整体运动中力链承载特影响最大,速度对力链承载特性的影响最小。 以平行板颗粒流摩擦系统研究对象,建立平行板颗粒流模型,对颗粒体系内力链的构型及演变进行了一些前期的探索性研究,为今后进一步研究颗粒流内力链的演变特性奠定了基础。
【关键词】：颗粒流 力链 剪切膨胀 力链分布 承载特性
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH117
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-8
• 致谢8-16
• 第一章 绪论16-26
• 1.1 概述16-17
• 1.2 颗粒体系及力链研究17-19
• 1.2.1 颗粒体系与颗粒物质特性17-18
• 1.2.2 颗粒体系内部力链描述18-19
• 1.3 平行板颗粒流摩擦系统研究19-23
• 1.3.1 平行板颗粒流摩擦系统理论研究19-20
• 1.3.2 平行板颗粒流摩擦系统试验与仿真研究20-21
• 1.3.3 力链对颗粒体系的影响21-23
• 1.4 国内外现状评述23-24
• 1.5 本文研究内容24-26
• 第二章 仿真模型简介26-32
• 2.1 离散单元法简介26
• 2.2 PFC颗粒流模型简介26-29
• 2.3 平行板颗粒流摩擦系统模型介绍29-31
• 2.3.1 仿真模型29-30
• 2.3.2 参数说明30-31
• 2.4 小结31-32
• 第三章 平行板颗粒流摩擦系统剪切膨胀过程研究32-40
• 3.1 引言32
• 3.2 剪切膨胀中界面变化及颗粒体系运动32-34
• 3.3 力链方向的变化34-35
• 3.4 力链分布率与承载率变化35-36
• 3.5 典型阶段的承载率-分布率曲线变化36-37
• 3.6 典型阶段的力链形态变化37-39
• 3.7 小结39-40
• 第四章 工况条件对平行板颗粒流摩擦系统的影响40-60
• 4.1 载荷变化对平行板颗粒流摩擦系统的影响40-51
• 4.1.1 引言40-41
• 4.1.2 驱动面摩擦因数随载荷变化41
• 4.1.3 剪切膨胀随载荷变化41-42
• 4.1.4 弱力链分布率与承载率随载荷变化42-43
• 4.1.5 最大非平衡力及最大接触力随载荷变化43-44
• 4.1.6 力链方向随载荷的变化44-46
• 4.1.7 力链的分布及承载特性随载荷变化46-48
• 4.1.8 典型力链的形态图随载荷变化48-50
• 4.1.9 小结50-51
• 4.2 速度变化对平行板颗粒流摩擦系统的影响51-60
• 4.2.1 引言51
• 4.2.2 驱动面摩擦因数随速度变化51-52
• 4.2.3 剪切膨胀随速度变化52-53
• 4.2.4 弱力链分布率与承载率随速度变化53
• 4.2.5 最大非平衡力及最大接触力随速度变化53-54
• 4.2.6 力链方向随速度的变化54-55
• 4.2.7 力链的分布及承载特性随速度变化55-56
• 4.2.8 力链的形态图随速度变化56-59
• 4.2.9 小结59-60
• 第五章 颗粒体参数对平行板颗粒流摩擦系统的影响60-84
• 5.1 摩擦因数变化对平行板颗粒流摩擦系统的影响60-67
• 5.1.1 引言60
• 5.1.2 驱动面摩擦因数随摩擦因数变化60-61
• 5.1.3 剪切膨胀随摩擦因数变化61-62
• 5.1.4 弱力链分布率与承载率随摩擦因数变化62
• 5.1.5 最大非平衡力及最大接触力随摩擦因数变化62
• 5.1.6 力链方向随摩擦因数的变化62-63
• 5.1.7 力链的分布及承载特性随摩擦因数变化63-65
• 5.1.8 力链的形态图随摩擦因数变化65-66
• 5.1.9 小结66-67
• 5.2 颗粒层数变化对平行板颗粒流摩擦系统的影响67-76
• 5.2.1 引言67
• 5.2.2 驱动面摩擦因数随颗粒层数变化67-68
• 5.2.3 剪切膨胀随颗粒层数变化68-69
• 5.2.4 弱力链分布率与承载率随颗粒层数变化69
• 5.2.5 最大非平衡力及最大接触力随颗粒层数变化69-70
• 5.2.6 力链方向随颗粒层数的变化70-71
• 5.2.7 力链的分布及承载特性随颗粒层数变化71-72
• 5.2.8 力链的形态图随颗粒层数变化72-76
• 5.2.9 小结76
• 5.3 颗粒粒径变化对平行板颗粒流摩擦系统的影响76-84
• 5.3.1 引言76
• 5.3.2 驱动面摩擦因数随颗粒粒径变化76-77
• 5.3.3 剪切膨胀随颗粒粒径变化77-78
• 5.3.4 弱力链分布率与承载率随颗粒粒径变化78
• 5.3.5 最大非平衡力及最大接触力随颗粒粒径变化78-79
• 5.3.6 力链方向随颗粒粒径的变化79-80
• 5.3.7 力链的分布及承载特性随颗粒粒径变化80-81
• 5.3.8 力链的形态图随颗粒粒径变化81-83
• 5.3.9 小结83-84
• 第六章 总结与展望84-86
• 6.1 总结84-85
• 6.2 展望85-86
• 参考文献86-90
• 攻读硕士学位期间发表的论文90

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

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6 陆坤权,刘寄星;颗粒物质(上)[J];物理;2004年09期

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本文编号：405891