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基于分形理论的热装HSK刀柄-刀具结合面接触刚度模型
1
作者 廖静平 裴二阳 +3 位作者 卢振伟 赵钦志 张妍 沈李 《制造技术与机床》 北大核心 2025年第7期58-67,共10页
为准确获得热装HSK刀柄-刀具结合面动力学参数,提出一种基于分形理论的热装HSK刀柄-刀具结合面接触刚度计算模型。根据赫兹接触和分形几何理论,推导了一般平面结合面接触刚度与接触载荷之间的数学关系,在获得热装HSK刀柄-刀具结合面接... 为准确获得热装HSK刀柄-刀具结合面动力学参数,提出一种基于分形理论的热装HSK刀柄-刀具结合面接触刚度计算模型。根据赫兹接触和分形几何理论,推导了一般平面结合面接触刚度与接触载荷之间的数学关系,在获得热装HSK刀柄-刀具结合面接触载荷分布的基础上,考虑热装HSK刀柄-刀具结合面接触的特殊形式,建立其结合面接触刚度的理论计算模型。通过敲击实验可发现,基于该计算模型的第一阶固有频率的相对预测误差为0.48%,验证了模型的有效性。分析了热装过盈量、刀具夹持长度和主轴转速等因素对结合面接触特性的影响规律。结果表明,热装过盈量和刀具夹持长度与结合面接触载荷和接触刚度之间近似呈线性比例关系,转速会削弱结合面的接触作用,在高转速条件下,降低效果更明显。研究结果为合理装配和使用热装HSK刀柄-刀具结构提供理论依据。 展开更多
关键词 热装 HSK刀柄-刀具结合面 分形理论 接触刚度 有限元分析
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三维数值流形方法的点-面接触模型 被引量：11
2
作者 姜清辉 周创兵 张煜 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第5期569-572,共4页
建立了三维流形元的点-面接触模型,给出了嵌入准则并应用罚方法强迫接触界面满足不嵌入和无拉伸条件约束求解,详细推导了法向弹簧、切向弹簧和摩擦力子矩阵并给出了接触状态(张开、滑动和固定)的模式变化准则,算例表明该模型的有效性。
关键词 数值流形方法 点-面接触 罚方法 开-闭迭代
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修正G-W模型研究结合面微观接触特性 被引量：4
3
作者 李玲 李治强 +1 位作者 蔡安江 阮晓光 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2017年第21期46-52,共7页
G-W模型在模拟结合面微观接触时发现,当微凸体接触点数0<n<1时,两表面会产生接触这一不合理现象,提出修正G-W模型研究低载荷下机械结合面的微观接触特性。通过测量表面微观形貌特征和功率谱函数,获得结合面的微观形貌参数,研究表... G-W模型在模拟结合面微观接触时发现,当微凸体接触点数0<n<1时,两表面会产生接触这一不合理现象,提出修正G-W模型研究低载荷下机械结合面的微观接触特性。通过测量表面微观形貌特征和功率谱函数,获得结合面的微观形貌参数,研究表面粗糙度与接触力、微凸体接触数以及真实接触面积间的关系,分析结果表明:不同表面粗糙度下中心线间距与微凸体接触个数和接触力呈对数关系,间距越大,微凸体接触数目越少,接触力越小;在相同间距下,表面粗糙度越大,微凸体接触数目越少,接触力越大;不同表面粗糙度下微凸体接触个数与接触面积和接触力之间呈线性关系,微凸体的接触数目越多,表面接触面积和接触力越大;相同接触数目下,表面粗糙度越大,真实接触面积和接触力也越大;当接触变形量较小时,修正的G-W模型与Hertz接触模型吻合较好,接触变形与接触力之间呈对数递增,而与真实接触面积间近似呈线性递增关系。 展开更多
关键词 结合面 接触机理 修正G-W模型 表面形貌表征
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混合润滑状态下非高斯表面法向接触刚度研究 被引量：1
4
作者 高志强 席云鹏 +3 位作者 彭丽霞 傅卫平 王雯 王双琦 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2024年第8期1386-1393,共8页
为了揭示混合润滑状态下表面形貌特征对接触特性的影响,针对微凸体高度非高斯分布粗糙表面在法向静载荷作用下的固-液接触问题展开研究。固-液接触结合面包括微凸体的固体接触和润滑介质的流体接触。对于固体接触部分,基于弹塑性固体力... 为了揭示混合润滑状态下表面形貌特征对接触特性的影响,针对微凸体高度非高斯分布粗糙表面在法向静载荷作用下的固-液接触问题展开研究。固-液接触结合面包括微凸体的固体接触和润滑介质的流体接触。对于固体接触部分,基于弹塑性固体力学对非高斯等效粗糙表面接触展开接触特性分析,建立了考虑微凸体弹塑性变形的非高斯粗糙表面法向接触刚度计算模型;对于流体接触部分,提出了一种考虑微凸体峰度/偏度分布影响的密闭油坑接触模型。通过仿真分析,揭示了法向压力、非高斯表面粗糙度参数及润滑油黏度系数对混合润滑固-液结合面法向接触刚度的影响规律,并对比分析了无润滑介质的固-固结合面和存在润滑介质时的固-液结合面法向接触刚度。研究表明:固-液和固-固结合面法向接触刚度均随着法向载荷的增大呈非线性增大,且固-液结合面相对固-固结合面的接触刚度略大;润滑介质黏度越大,接触刚度越大;非高斯分布的峰度和偏度对混合润滑结合面接触刚度具有显著影响,相对于零偏度分布的高斯分布表面,呈负偏度分布的非高斯表面通常具有较大的接触刚度;在轻载时,峰度对接触刚度的影响不容忽视。因此,通过改变接触表面峰度/偏度、增大法向载荷、提高润滑介质黏度,可有效改善混合润滑状态固-液结合面法向接触刚度。 展开更多
关键词 机械结合面 非高斯粗糙表面 混合润滑 固-液结合面 接触刚度
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面间煤柱掘支机器人集群数字孪生系统高效虚实同步方法
5
作者 毛清华 司马俊雷 +5 位作者 马宏伟 王川伟 陈彦璋 郭文瑾 崔闻达 成佳帅 《煤田地质与勘探》 北大核心 2025年第5期228-238,共11页
【目的】针对面间煤柱掘支机器人集群虚拟模型数据量大、数据传输异常等导致虚实同步效果不佳问题,提出了一种基于三维模型轻量化与轨迹预测-修正模型的数字孪生掘支机器人集群高效虚实同步方法。【方法】定义了配合依赖顶点的概念,通... 【目的】针对面间煤柱掘支机器人集群虚拟模型数据量大、数据传输异常等导致虚实同步效果不佳问题,提出了一种基于三维模型轻量化与轨迹预测-修正模型的数字孪生掘支机器人集群高效虚实同步方法。【方法】定义了配合依赖顶点的概念,通过引入配合依赖顶点坍缩影响因子来改进二次误差度量算法,约束装配体三维模型轻量化过程使其保持各构件之间的配合关系,减小三维模型数据规模;建立了掘支机器人集群轨迹预测-修正模型,基于Self-Attention-LSTM轨迹预测算法预测孪生机器人集群的运动轨迹,结合二次插值法实时修正预测轨迹,保证虚拟模型与物理装备虚实同步的时空一致性。并构建了数字孪生掘支机器人集群高效虚实同步模拟验证平台。【结果和结论】引入配合依赖顶点坍缩影响因子约束轻量化过程,可有效抑制三维模型几何误差的增长,保持装配体配合面基本不变,可达到90%数据压缩率;1.5 s运动轨迹预测任务中,Self-Attention-LSTM轨迹预测算法误差最小,轨迹预测-修正方法可使驱动轨迹的MAD缩小74.28%,有效保障虚实同步一致性与平稳性;虚实同步延迟最大为55.28 ms,最大虚实同步位置绝对误差为1.93 mm、相对误差为1.07%,实现了掘支机器人集群高精度、低延迟虚实同步。提出的高效虚实同步方法为提升煤矿装备数字孪生系统运行效率提供了新思路。 展开更多
关键词 面间煤柱 数字孪生 掘支机器人集群 模型轻量化 二次误差度量 轨迹预测-修正
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基于改进的最小累积阻力模型评价淮河流域氮肥面源污染风险 被引量：1
6
作者 喻丹 董晓华 +4 位作者 高松 江宇扬 魏冲 彭涛 刘冀 《农业工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第24期226-235,共10页
农业施肥氮素流失引发的面源污染已成为水体污染的主要因素,识别和评价氮肥施用的环境风险程度是水环境污染防治的重要前提。该研究以淮河洪泽湖以上流域为研究区,基于景观生态学的“源-汇”理论,提出改进的最小累积阻力模型。一方面根... 农业施肥氮素流失引发的面源污染已成为水体污染的主要因素,识别和评价氮肥施用的环境风险程度是水环境污染防治的重要前提。该研究以淮河洪泽湖以上流域为研究区,基于景观生态学的“源-汇”理论,提出改进的最小累积阻力模型。一方面根据氮肥施用强度采用化肥污染风险指数来评价研究区氮肥面源污染的源风险;另一方面选取高程、坡度、土地利用、地形湿润指数、降雨侵蚀力和土壤可蚀性作为影响面源污染迁移的关键阻力因子来构建综合阻力基面,并创新性地提出基于坡面汇流路径构建氮肥面源污染的汇风险;最后结合源风险和汇风险构成氮肥面源污染的综合风险指标,划分了研究区面源污染的风险等级。研究结果表明:1)研究区氮肥面源污染的源风险值为0~0.81,平均值为0.55,普遍存在着过度施肥的情况,尤其是研究流域所辖的河南省内的商丘市、周口市、驻马店市及信阳市;2)在各阻力因子空间共同作用下,综合阻力基面值呈现出由西南向东北方向逐渐降低的空间趋势,汇风险围绕着淮河干流向外呈现出减小的趋势,且淮河干流以北由于汇流路径更长其汇风险要明显低于南部区域;3)综合风险显示中等风险及以上的面积占整个研究区面积的71.16%,整体面临着较为严峻的氮肥面源污染风险;4)极高风险区主要集中在淮河干流上游的信阳市和驻马店市的南部,淮河干流以北的周口市、商丘市、阜阳市、宿州市和亳州市都有着较大面积的高风险区,低风险区则主要分布于淮河干支流的河源山区地带。该研究依据不同等级的氮肥面源污染综合风险提出了有针对性的防治措施,能够为流域尺度农业面源污染的科学防范和有效治理提供决策依据。 展开更多
关键词 氮肥面源污染 最小累积阻力模型 源-汇风险 化肥污染风险指数 汇流路径 淮河流域
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轨底坡耦合车轮动态型面下地铁轮轨接触特性
7
作者 朱爱华 李嘉祺 +2 位作者 孟宇轩 杨建伟 白堂博 《铁道建筑》 北大核心 2024年第7期50-56,共7页
为探究地铁车轮型面动态变化与轨底坡设置的关系,跟踪测试了运行里程5万、8万、14万公里车轮磨耗型面,研究轨底坡耦合车轮动态型面时的轮轨接触特性;以车辆动力学理论为依据,根据实测地铁车辆参数,建立了车辆系统动力学模型;基于轮轨接... 为探究地铁车轮型面动态变化与轨底坡设置的关系,跟踪测试了运行里程5万、8万、14万公里车轮磨耗型面,研究轨底坡耦合车轮动态型面时的轮轨接触特性;以车辆动力学理论为依据,根据实测地铁车辆参数,建立了车辆系统动力学模型;基于轮轨接触几何关系和非赫兹滚动接触理论,建立了轮轨滚动接触计算模型;以轮轨接触点和接触位置、滚动圆半径差、接触角、等效锥度、蠕滑率、接触斑面积和最大接触压力作为轮轨接触几何和力学性能指标,分析轨底坡耦合车轮动态型面对轮轨接触特性的影响规律。结果表明:LM标准型面和5万公里车轮磨耗型面与1/20轨底坡匹配时轮轨接触点分布均匀;随着运行里程增加,车轮磨耗型面变化,轮轨接触恶化,轮对横移量4 mm下,8万和14万公里车轮磨耗型面与1/20轨底坡匹配时各指标出现断点。 展开更多
关键词 地铁 轮轨接触特性 模型试验 轨底坡 车轮型面动态变化
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正交-响应面法在PBM细观参数标定中的应用
8
作者 张慧梅 马志敏 +1 位作者 陈世官 王赋宇 《水资源与水工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第2期183-191,共9页
数值模拟作为研究岩石力学特性、再现细观裂纹演化的主要途径,已受到大量关注。现有的数值模拟参数标定方法主要为试错法及正交试验法,但二者都未能充分考虑细观参数交互作用的影响,模拟精度欠佳且宏观破坏形态与室内试验存在较大差异... 数值模拟作为研究岩石力学特性、再现细观裂纹演化的主要途径,已受到大量关注。现有的数值模拟参数标定方法主要为试错法及正交试验法,但二者都未能充分考虑细观参数交互作用的影响,模拟精度欠佳且宏观破坏形态与室内试验存在较大差异。因此,采用正交-响应面法相结合的数值分析方法,首先通过正交试验筛选出具有显著影响的平行黏结模型(PBM)细观参数,其次应用响应面法(RSM)研究其交互作用对模型试样宏观参量的影响规律,最后结合岩石宏观破坏形态提出一套PBM参数标定流程。结果表明:有效模量E*与刚度比k n/k s对弹性模量E影响显著;k n/k s、接触摩擦系数μ、最小颗粒半径R_(min)对泊松比ν影响显著;黏聚力c与法向黏结强度σc及其交互作用对单轴抗压强度UCS影响显著,应用响应面法计算分析得出的细观参数的模拟值与试验值误差绝对值小于7%,且二者应力应变曲线力学特征相似,宏观破坏形态相同,证明所提出的PBM细观参数标定流程具备科学性和可靠性。 展开更多
关键词 细观参数标定 正交-响应面法 平行黏结模型 二维颗粒流程序(PFC^(2D))
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结合面法向接触刚度分形模型建立与仿真 被引量：88
9
作者 温淑花 张学良 +2 位作者 武美先 文晓光 王鹏云 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第11期197-202,共6页
基于接触分形理论和微接触大小分布函数,建立了计及微接触大小分布的域扩展因子影响的结合面法向接触刚度的分形模型,并通过对所建模型的数字仿真,直观地揭示了结合面法向接触刚度与结合面诸参数之间的非线性关系,探讨了这些相关参数对... 基于接触分形理论和微接触大小分布函数,建立了计及微接触大小分布的域扩展因子影响的结合面法向接触刚度的分形模型,并通过对所建模型的数字仿真,直观地揭示了结合面法向接触刚度与结合面诸参数之间的非线性关系,探讨了这些相关参数对法向接触刚度的影响规律。研究仿真结果表明,结合面法向接触刚度随着结合面法向载荷的增大而增大,随结合面分形特征长度尺度参数的增大而减小,但随结合面分形维数的变化规律比较复杂。 展开更多
关键词 结合面 法向接触刚度 分形模型 仿真
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结合面切向接触刚度分形模型建立与仿真 被引量：45
10
作者 温淑花 张学良 +2 位作者 文晓光 王鹏云 武美先 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第12期223-227,共5页
基于接触分形理论和微接触面积分布函数,建立了计及微接触面积分布的域扩展因子影响的结合面切向接触刚度分形模型,并通过数字仿真直观揭示了结合面切向接触刚度与结合面诸参数之间的非线性关系以及这些相关参数对切向接触刚度的影响规... 基于接触分形理论和微接触面积分布函数,建立了计及微接触面积分布的域扩展因子影响的结合面切向接触刚度分形模型,并通过数字仿真直观揭示了结合面切向接触刚度与结合面诸参数之间的非线性关系以及这些相关参数对切向接触刚度的影响规律。仿真研究结果表明,结合面切向接触刚度随着结合面法向载荷的增大而增大,随结合面切向载荷的增大而减小,随结合面分形特征长度尺度参数的增大而减小,但随结合面分形维数的变化规律比较复杂。 展开更多
关键词 结合面 切向接触刚度 分形模型 微接触面积分布函数 域扩展因子
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平面结合面切向接触阻尼分形模型及其仿真 被引量：29
11
作者 张学良 温淑花 +4 位作者 兰国生 丁红钦 张宗阳 王晓伟 刘志恒 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期74-77,136,共5页
基于接触分形理论和结合面接触阻尼耗能机理,以及球体与平面接触时的阻尼耗能理论,建立了平面结合面切向接触阻尼的分形模型,通过数值仿真直观揭示了平面结合面切向接触阻尼耗能与结合面法向载荷以及结合面表面粗糙轮廓分形维数之间的... 基于接触分形理论和结合面接触阻尼耗能机理,以及球体与平面接触时的阻尼耗能理论,建立了平面结合面切向接触阻尼的分形模型,通过数值仿真直观揭示了平面结合面切向接触阻尼耗能与结合面法向载荷以及结合面表面粗糙轮廓分形维数之间的非线性关系.仿真结果表明:平面结合面切向接触阻尼的耗能随着结合面法向载荷的增大而减小;当结合面表面粗糙轮廓分形维数小于等于1.2时,平面结合面切向接触阻尼耗能随结合面表面粗糙轮廓分形维数的增大而增大;当结合面表面粗糙轮廓分形维数大于1.2时,平面结合面切向接触阻尼耗能随结合面表面粗糙轮廓分形维数的增大而减小.仿真结果验证了模型的有效性. 展开更多
关键词 平面结合面 接触阻尼 分形模型
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基于最小累积阻力模型的三峡库区耕地面源污染源-汇风险识别 被引量：31
12
作者 王金亮 谢德体 +2 位作者 邵景安 倪九派 雷平 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第16期206-215,F0003,共11页
耕地所引起的农业面源污染是三峡库区主要生态环境问题之一。该文设置距离长江干流0~20、20~40、40~60和60~80 km的缓冲区,对库区耕地源景观划分4个等级,依据耕地面源污染过程,在获取地形、地貌、气象、水文、土壤和植被等方面的主要自... 耕地所引起的农业面源污染是三峡库区主要生态环境问题之一。该文设置距离长江干流0~20、20~40、40~60和60~80 km的缓冲区,对库区耕地源景观划分4个等级,依据耕地面源污染过程,在获取地形、地貌、气象、水文、土壤和植被等方面的主要自然影响因子的基础上,构建影响耕地面源污染的阻力基面,借助最小累计阻力模型测算不同等级源景观阻力面,并通过自然断点法对阻力面进行5个等级的源-汇风险分级(极低风险区、低风险区、中风险区、高风险区和极高风险区),以此识别影响库区耕地面源污染的源-汇风险格局,结果表明:1库区一级源耕地占总耕地面积的50%以上,越向外围延伸耕地分布空间越小,且重庆库区的分布多于湖北库区,旱地的分布多于水田;2在耕地源景观所处的缓冲区范围内,阻力面偏小,并围绕源景观向外呈现不断增大的趋势,且水田源景观阻力面大于旱地源景观;3受空间距离的影响,阻力面的空间特征表现为高值区空间范围明显小于低值区;4库区耕地面源污染源-汇风险格局特征表现为高风险趋势,极高风险区(21 706.13 km^2)>中风险区(16 257.75 km^2)>极低风险区(10 311.6 km^2)>高风险区(7 464.65 km^2)>低风险区(2 221.61 km^2);5高风险区主要集中于库区平行岭谷区,而低风险区主要分散在距离长江干流偏远的秦巴山区和武陵山区;6研究结果有助于从影响面源污染的阻力面角度评价由耕地所产生面源污染的风险程度及等级,为科学防范和治理农业面源污染提供决策依据。 展开更多
关键词 污染 农业 模型 三峡库区 阻力面 源-汇风险 最小累计阻力模型
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基于接触单元的磨床螺栓连接面有限元建模与模型修正 被引量：23
13
作者 陈新 孙庆鸿 +1 位作者 毛海军 陈南 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第5期524-526,共3页
以接触单元和弹簧—阻尼单元建立了磨床螺栓连接件的结合面动力学有限元模型。并以前 3阶试验模态及有限元模型理论计算的固有频率均方差最小为目标函数 ,对包含接触单元和弹簧—阻尼单元的结合面特征参数进行优化 ,在此基础上修正并取... 以接触单元和弹簧—阻尼单元建立了磨床螺栓连接件的结合面动力学有限元模型。并以前 3阶试验模态及有限元模型理论计算的固有频率均方差最小为目标函数 ,对包含接触单元和弹簧—阻尼单元的结合面特征参数进行优化 ,在此基础上修正并取得更为符合实际的结合面动力学模型。这对机床结构的动态优化设计具有重要意义。 展开更多
关键词 结合面 有限元模型 模型修正 内圆磨床 接触单元 螺栓连接
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结合面切向接触等效黏性阻尼分形模型 被引量：13
14
作者 温淑花 张学良 +3 位作者 陈永会 兰国生 李齐 王开威 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期1-8,50,共9页
基于MB接触分形理论、结合面切向接触阻尼耗能机理以及阻尼损耗因子的定义,建立了结合面切向接触等效黏性阻尼的分形模型及其损耗因子模型。所建模型表明,结合面切向接触等效黏性阻尼与结合面法向接触载荷、摩擦系数、材料塑性指数、结... 基于MB接触分形理论、结合面切向接触阻尼耗能机理以及阻尼损耗因子的定义,建立了结合面切向接触等效黏性阻尼的分形模型及其损耗因子模型。所建模型表明,结合面切向接触等效黏性阻尼与结合面法向接触载荷、摩擦系数、材料塑性指数、结合面上的切向动态载荷幅值与法向接触载荷之比(简称切法向载荷比)、结合面分形维数以及分形粗糙度参数之间具有复杂的非线性关系,而结合面切向接触阻尼损耗因子与结合面分形维数和分形粗糙度参数无关,仅与切法向载荷比和摩擦系数有关。模型的仿真结果表明,结合面切向接触阻尼损耗因子随着切法向载荷比的增大而增大,随结合面摩擦系数的增大而减小;结合面切向接触等效黏性阻尼随着结合面法向接触载荷、摩擦系数、材料塑性指数的增大而增大,随着结合面分形粗糙度的增大而减小;结合面切向接触等效黏性阻尼随结合面分形维数的变化规律较为复杂,先随着分形维数的增大而增大,在分形维数值1.65附近出现最大值,而后随着分形维数的增大而减小。 展开更多
关键词 机械结构 结合面 切向接触阻尼 损耗因子 分形模型
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临界接触参数连续的粗糙表面法向接触刚度弹塑性分形模型 被引量：15
15
作者 王南山 张学良 +4 位作者 兰国生 温淑花 陈永会 刘丽琴 牛作证 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2014年第9期72-77,共6页
基于MB接触分形理论及其修正模型,在弹性和塑性接触变形机制基础上,考虑弹塑性过渡变形机制,建立了临界接触参数连续条件下的计及微接触面积分布域扩展因子影响的粗糙表面法向接触刚度弹塑性分形模型;数值仿真结果表明：弹塑性过渡变形... 基于MB接触分形理论及其修正模型,在弹性和塑性接触变形机制基础上,考虑弹塑性过渡变形机制,建立了临界接触参数连续条件下的计及微接触面积分布域扩展因子影响的粗糙表面法向接触刚度弹塑性分形模型;数值仿真结果表明：弹塑性过渡变形机制对法向接触刚度影响明显,且考虑弹塑性过渡变形机制下的法向接触刚度大于仅考虑弹性和塑性接触机制下的对应法向接触刚度;无量纲法向接触刚度随着无量纲法向接触载荷的增大而增大且因分形维数取值不同而呈凸弧性的非线性关系（分形维数D=1.1--1.4）或近似线性关系（分形维数D=1.4---1.9）,随着分形维数的增大而增大（分形维数D=1.1--1.5）及分形维数的增大而减小（分形维数D=1.5--1.9）,随着分形粗糙度的增大而减小,随着塑性指数的增大而增大。 展开更多
关键词 结合面 法向接触刚度 弹塑性 分形模型
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基于粗糙表面分形表征新方法的结合面法向接触刚度模型 被引量：9
16
作者 孙见君 张凌峰 +2 位作者 於秋萍 嵇正波 马晨波 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第7期212-217,256,共7页
如何有效预测结合面的接触刚度,是机械结构设计研究的一个重要课题。结合面接触刚度模型主要分为基于统计学特征参数的和基于分形参数的两类。前者依赖于粗糙表面形貌的测量尺度,后者与测量尺度无关。然而,多数研究者在利用分形理论进... 如何有效预测结合面的接触刚度,是机械结构设计研究的一个重要课题。结合面接触刚度模型主要分为基于统计学特征参数的和基于分形参数的两类。前者依赖于粗糙表面形貌的测量尺度,后者与测量尺度无关。然而,多数研究者在利用分形理论进行建模时,以对应于微凸体接触面积a的尺寸l=a^(1/2)作为微凸体基底尺寸描述微凸体初始轮廓,给出了错误的微凸体变形机制和结合面接触刚度模型。提出了一种基于D,G和最大微凸体高度的粗糙表面轮廓分形表征新方法,探讨了微凸体接触变形机制,建立了与测量尺度无关的粗糙表面接触力学分形模型,揭示了接触刚度的变化规律。研究表明:接触载荷可用表达式F_c=F(E,D,G,h,a_L)描述;当结合面上的接触压力小于其屈服强度时,无论微凸体发生何种变形,结合面均因存在有弹性变形的接触点而具有一定的法向接触刚度。 展开更多
关键词 粗糙表面 结合面 接触刚度模型 分形
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基于分形理论的齿面法向接触阻尼计算模型 被引量：6
17
作者 陈奇 李浩 +2 位作者 尹延国 陈远龙 吴焱明 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第6期1353-1360,1426,1427,共10页
为了建立更为准确的微观尺度下齿面法向阻尼分形模型,以M-B模型为基础,利用存在摩擦时的弹塑性变形临界接触面积计算理论,并结合前期获得的两圆柱体接触面积分布公式,推导了考虑摩擦因素的齿面法向接触阻尼分形模型。通过MATLAB仿真,获... 为了建立更为准确的微观尺度下齿面法向阻尼分形模型,以M-B模型为基础,利用存在摩擦时的弹塑性变形临界接触面积计算理论,并结合前期获得的两圆柱体接触面积分布公式,推导了考虑摩擦因素的齿面法向接触阻尼分形模型。通过MATLAB仿真,获得了模型中主要参数对分形接触模型影响的预测分析。结果表明:齿面法向接触阻尼在齿轮啮合过程中呈周期性变化,且随着法向载荷的增加而上升;摩擦系数与法向接触阻尼成正比关系;随着分形维数的增加,法向接触阻尼先下降后上升再下降;法向接触阻尼随着材料特性参数的变大而减小,随着粗糙度幅值参数的增加而下降;齿轮从初始啮合到结束啮合的过程中,法向接触阻尼由大变小;内接触的法向接触阻尼大于外接触。该模型的研究为后续进行齿轮动力学分析提供一定的理论参考。 展开更多
关键词 齿面接触 法向接触阻尼 计算模型 分形理论
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考虑微凸体弹塑性过渡变形机制的结合面法向接触刚度分形模型 被引量：13
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作者 何联格 左正兴 向建华 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期116-121,共6页
基于粗糙表面微凸体变形的连续性和光滑性原理,研究了在法向载荷逐渐增加时的粗糙表面单个微凸体弹塑性过渡变形机制,提出了考虑弹塑性过渡变形机制的结合面微凸体微观接触模型,建立了法向接触载荷和法向接触刚度的数学模型;基于分形几... 基于粗糙表面微凸体变形的连续性和光滑性原理,研究了在法向载荷逐渐增加时的粗糙表面单个微凸体弹塑性过渡变形机制,提出了考虑弹塑性过渡变形机制的结合面微凸体微观接触模型,建立了法向接触载荷和法向接触刚度的数学模型;基于分形几何理论,建立了结合面法向接触刚度的分形模型,并对结合面法向接触刚度进行仿真计算.结果表明:在较小的塑性指数条件下,法向接触载荷与法向接触刚度近似呈线性关系;在较大的塑性指数条件下,法向接触载荷与法向接触刚度呈非线性关系;法向接触刚度随着分形维数和法向接触载荷的增加而增大,随着无量纲分形特征尺度系数的增大而减小;所得结合面法向接触刚度的仿真计算值与铣削加工和磨削加工条件下的实验值较吻合. 展开更多
关键词 机械结合面 法向接触刚度 弹塑性接触 分形模型 微凸体
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堆积层-基岩接触面滑坡的形成机理——以祖师庙滑坡为例 被引量：9
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作者 李鹏 苏生瑞 +2 位作者 马驰 黄璜 徐继维 《吉林大学学报（地球科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期1471-1479,共9页
为了研究堆积层-基岩接触面滑坡的形成机理,以陕西省岚皋县广泛分布的堆积层-基岩接触面滑坡为研究对象,采用野外调查和数理统计的方法,总结了该类型滑坡的基本特征,并以祖师庙滑坡为例,借助室内试验和数值模拟手段,研究了堆积层-基岩... 为了研究堆积层-基岩接触面滑坡的形成机理,以陕西省岚皋县广泛分布的堆积层-基岩接触面滑坡为研究对象,采用野外调查和数理统计的方法,总结了该类型滑坡的基本特征,并以祖师庙滑坡为例,借助室内试验和数值模拟手段,研究了堆积层-基岩接触面滑坡的形成机理。结果表明:1)堆积层-基岩接触面滑坡主要发育在坡度为20°~40°、下伏基岩为碎裂状结构的斜坡,多为浅表层滑坡;2)碎石土和堆积层-基岩接触面的内摩擦角随含水量增大而降低,堆积层-基岩接触面是斜坡变形破坏的软弱结构面;3)细颗粒物质的增加降低了堆积层-基岩接触面的内摩擦角,且细颗粒粒径越小,内摩擦角也越小,在饱和状态下降幅度越大;4)因细颗粒物质在堆积层-基岩接触面处聚集造成的强度降低和因水文地质条件改变造成的滑带土饱和是祖师庙滑坡主要的诱发因素。研究结果对揭示堆积层-基岩接触面滑坡的形成机理和地质灾害防治具有一定的指导意义。 展开更多
关键词 堆积层-基岩接触面 滑坡 碎石土 软弱结构面 岚皋县 形成机理
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结合面法向接触刚度分形预估模型及其仿真研究 被引量：15
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作者 李小彭 郭强 +1 位作者 李加胜 闻邦椿 《中国工程机械学报》 北大核心 2016年第4期281-287,共7页
从微观角度出发,基于结合面的"固-隙-固"接触模型、摩擦学理论和分形接触理论建立了考虑域扩展因子影响的结合面法向接触刚度的分形预估模型,在一定程度上完善了结合面动力学参数的分型模型.通过仿真分析揭示了法向载荷、分... 从微观角度出发,基于结合面的"固-隙-固"接触模型、摩擦学理论和分形接触理论建立了考虑域扩展因子影响的结合面法向接触刚度的分形预估模型,在一定程度上完善了结合面动力学参数的分型模型.通过仿真分析揭示了法向载荷、分形维数、尺度参数以及单个微凸体接触刚度和材料参数对结合面法向接触刚度的影响。仿真分析表明:结合面法向刚度系数随着法向载荷的增大而增大,增大结合面法向载荷有利于提高结合面的法向接触刚度;在不同分形维数的范围内,法向接触刚度均随着结合面分形维数不同而不同.此外,法向接触刚度随着分形特征长度尺度参数的增大而减小,随着单个微凸体接触刚度的增大而增大;而材料参数的增大,使得法向接触刚度也增大. 展开更多
关键词 “固-隙-固”接触模型 结合面 域扩展因子 法向接触刚度
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