平面结构正交各向异性摩擦的建模及试验研究
发布时间：2022-02-08 14:21
采用数值计算与试验测量相结合,研究滑块与平板之间的正交各向异性摩擦特性。基于摩擦因数测量试验台,设计4种不同工况,测量出复合材料与聚四氟乙烯之间两个正交主方向的摩擦因数。利用ANSYS的参数化设计语言,构建滑块与平板之间的正交各向异性摩擦接触模型。通过预先定义与摩擦主方向相同的局部坐标系,将单元坐标系调整至局部坐标系方向,实现对接触单元上两个主方向摩擦因数的定义。利用ANSYS瞬态动力学模块,分析滑块在不同"运动力"驱动下的侧向滑动情况,得到表征滑块运动的位移、速度、轨迹曲线。设计滑块运动位移测量系统,生成位移-时间曲线。将仿真计算与试验测量结果对比发现:在相同时刻点处,试验值比仿真值略小,但两者具有较好的一致性,试验测量结果验证了仿真计算结果的正确性。
【文章来源】：兵器材料科学与工程. 2019,42(06)北大核心CSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
具有正交各向异性纹理的粗糙表面Fig.1Roughsurfacewithorthotropictexture22
第6期2摩擦因数的测定以特制的复合材料板与胶接于滑块底部的聚四氟乙烯之间构成的正交各向异性摩擦为研究对象。测量系统组成，如图3所示。为测量复合材料与聚四氟乙烯之间的正交各向异性摩擦因数，利用摩擦试验台分别沿复合材料板表面的两条中轴线及两条对角线方向开展试验，设计4种试验工况，如图4所示。图中，实心双箭头代表复合材料板表面的中轴线方向，空心双箭头代表试验过程中的砝码运动方向。针对每一种工况，分别测量在不同砝码质量及运动速度时复合材料与聚四氟乙烯间的摩擦因数取平均值，如表1~4所示。中轴线方向摩擦因数的测量结果：1）在相同的负载质量及负载运动速度时，两个中轴线方向的摩擦因数具有显著差异，整体呈典型的正交异性特征；2）在相同的砝码质量时，摩擦因数随砝码运动速度的增大而显著增加；3）在相同的砝码运动速度时，摩擦因数随砝码质量的增加而明显减校对角线方向摩擦因数的测量结果：1）在相同的砝码质量及砝码运动速度时，两个对角线方向摩擦因数的差异并不明显，相对应的数值差异基本在5%以内，可认为两个主对角线方向的摩擦因数相同；2）两种工况下，摩擦因数随砝码质量与运动速度的变化规律与图2剪切向量τ与速度向量v的关系Fig.2Relationshipbetweenshearvectorτandvelocityvectorvaτb2v2ατβv（μ2pn）-1（μ1pn）-1μ1pnμ2pnF=0D·f=costατvβ1—复合材料板；2—电动缸；3—拉压力传感器；4—数据采集及处理系统；5—砝码滑块负载；6—正向平行导轨；7—侧向平行导轨；8—工作平台；9—电动缸伺服控制
第6期2摩擦因数的测定以特制的复合材料板与胶接于滑块底部的聚四氟乙烯之间构成的正交各向异性摩擦为研究对象。测量系统组成，如图3所示。为测量复合材料与聚四氟乙烯之间的正交各向异性摩擦因数，利用摩擦试验台分别沿复合材料板表面的两条中轴线及两条对角线方向开展试验，设计4种试验工况，如图4所示。图中，实心双箭头代表复合材料板表面的中轴线方向，空心双箭头代表试验过程中的砝码运动方向。针对每一种工况，分别测量在不同砝码质量及运动速度时复合材料与聚四氟乙烯间的摩擦因数取平均值，如表1~4所示。中轴线方向摩擦因数的测量结果：1）在相同的负载质量及负载运动速度时，两个中轴线方向的摩擦因数具有显著差异，整体呈典型的正交异性特征；2）在相同的砝码质量时，摩擦因数随砝码运动速度的增大而显著增加；3）在相同的砝码运动速度时，摩擦因数随砝码质量的增加而明显减校对角线方向摩擦因数的测量结果：1）在相同的砝码质量及砝码运动速度时，两个对角线方向摩擦因数的差异并不明显，相对应的数值差异基本在5%以内，可认为两个主对角线方向的摩擦因数相同；2）两种工况下，摩擦因数随砝码质量与运动速度的变化规律与图2剪切向量τ与速度向量v的关系Fig.2Relationshipbetweenshearvectorτandvelocityvectorvaτb2v2ατβv（μ2pn）-1（μ1pn）-1μ1pnμ2pnF=0D·f=costατvβ1—复合材料板；2—电动缸；3—拉压力传感器；4—数据采集及处理系统；5—砝码滑块负载；6—正向平行导轨；7—侧向平行导轨；8—工作平台；9—电动缸伺服控制
【参考文献】：
期刊论文
[1]复合材料筒摩擦系数各向异性影响因素研究[J]. 王华吉,赵衡柱,吴新跃,顾银芳. 导弹与航天运载技术. 2015(03)
[2]各向异性摩擦机理研究及仿真分析[J]. 王玺,齐志会,顾银芳,赵衡柱,郝继光. 北京理工大学学报. 2014(04)
[3]正交各向异性摩擦接触分析的一个二阶锥线性互补法[J]. 李建宇,张洪武,潘少华. 固体力学学报. 2010(02)
[4]缅甸蟒蛇腹鳞表面的摩擦机理及摩擦各向异性研究[J]. 张占立,丁建宁,杨继昌,范真,胡友耀. 摩擦学学报. 2007(04)
[5]正交各向异性弹塑性摩擦接触问题的数值求解[J]. 张洪武,何素艳,李兴斯. 固体力学学报. 2004(04)
本文编号：3615222
【文章来源】：兵器材料科学与工程. 2019,42(06)北大核心CSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
具有正交各向异性纹理的粗糙表面Fig.1Roughsurfacewithorthotropictexture22
第6期2摩擦因数的测定以特制的复合材料板与胶接于滑块底部的聚四氟乙烯之间构成的正交各向异性摩擦为研究对象。测量系统组成，如图3所示。为测量复合材料与聚四氟乙烯之间的正交各向异性摩擦因数，利用摩擦试验台分别沿复合材料板表面的两条中轴线及两条对角线方向开展试验，设计4种试验工况，如图4所示。图中，实心双箭头代表复合材料板表面的中轴线方向，空心双箭头代表试验过程中的砝码运动方向。针对每一种工况，分别测量在不同砝码质量及运动速度时复合材料与聚四氟乙烯间的摩擦因数取平均值，如表1~4所示。中轴线方向摩擦因数的测量结果：1）在相同的负载质量及负载运动速度时，两个中轴线方向的摩擦因数具有显著差异，整体呈典型的正交异性特征；2）在相同的砝码质量时，摩擦因数随砝码运动速度的增大而显著增加；3）在相同的砝码运动速度时，摩擦因数随砝码质量的增加而明显减校对角线方向摩擦因数的测量结果：1）在相同的砝码质量及砝码运动速度时，两个对角线方向摩擦因数的差异并不明显，相对应的数值差异基本在5%以内，可认为两个主对角线方向的摩擦因数相同；2）两种工况下，摩擦因数随砝码质量与运动速度的变化规律与图2剪切向量τ与速度向量v的关系Fig.2Relationshipbetweenshearvectorτandvelocityvectorvaτb2v2ατβv（μ2pn）-1（μ1pn）-1μ1pnμ2pnF=0D·f=costατvβ1—复合材料板；2—电动缸；3—拉压力传感器；4—数据采集及处理系统；5—砝码滑块负载；6—正向平行导轨；7—侧向平行导轨；8—工作平台；9—电动缸伺服控制
第6期2摩擦因数的测定以特制的复合材料板与胶接于滑块底部的聚四氟乙烯之间构成的正交各向异性摩擦为研究对象。测量系统组成，如图3所示。为测量复合材料与聚四氟乙烯之间的正交各向异性摩擦因数，利用摩擦试验台分别沿复合材料板表面的两条中轴线及两条对角线方向开展试验，设计4种试验工况，如图4所示。图中，实心双箭头代表复合材料板表面的中轴线方向，空心双箭头代表试验过程中的砝码运动方向。针对每一种工况，分别测量在不同砝码质量及运动速度时复合材料与聚四氟乙烯间的摩擦因数取平均值，如表1~4所示。中轴线方向摩擦因数的测量结果：1）在相同的负载质量及负载运动速度时，两个中轴线方向的摩擦因数具有显著差异，整体呈典型的正交异性特征；2）在相同的砝码质量时，摩擦因数随砝码运动速度的增大而显著增加；3）在相同的砝码运动速度时，摩擦因数随砝码质量的增加而明显减校对角线方向摩擦因数的测量结果：1）在相同的砝码质量及砝码运动速度时，两个对角线方向摩擦因数的差异并不明显，相对应的数值差异基本在5%以内，可认为两个主对角线方向的摩擦因数相同；2）两种工况下，摩擦因数随砝码质量与运动速度的变化规律与图2剪切向量τ与速度向量v的关系Fig.2Relationshipbetweenshearvectorτandvelocityvectorvaτb2v2ατβv（μ2pn）-1（μ1pn）-1μ1pnμ2pnF=0D·f=costατvβ1—复合材料板；2—电动缸；3—拉压力传感器；4—数据采集及处理系统；5—砝码滑块负载；6—正向平行导轨；7—侧向平行导轨；8—工作平台；9—电动缸伺服控制
【参考文献】：
期刊论文
[1]复合材料筒摩擦系数各向异性影响因素研究[J]. 王华吉,赵衡柱,吴新跃,顾银芳. 导弹与航天运载技术. 2015(03)
[2]各向异性摩擦机理研究及仿真分析[J]. 王玺,齐志会,顾银芳,赵衡柱,郝继光. 北京理工大学学报. 2014(04)
[3]正交各向异性摩擦接触分析的一个二阶锥线性互补法[J]. 李建宇,张洪武,潘少华. 固体力学学报. 2010(02)
[4]缅甸蟒蛇腹鳞表面的摩擦机理及摩擦各向异性研究[J]. 张占立,丁建宁,杨继昌,范真,胡友耀. 摩擦学学报. 2007(04)
[5]正交各向异性弹塑性摩擦接触问题的数值求解[J]. 张洪武,何素艳,李兴斯. 固体力学学报. 2004(04)
本文编号：3615222
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/lxlw/3615222.html
