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三体介质温成形界面接触换热特性的试验研究 被引量：6
1
作者 昌晶晶 王伟 +1 位作者 顾伟 刘焜 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期667-672,共6页
温成形摩擦界面模具与工件之间的传热特性对工件质量和模具寿命有重要影响,固体粉末介质导入该摩擦副可实现高温润滑,但其传热特性与传统加工方式的有很大不同.采用稳态法自行设计了三体界面的传热特性试验,研究和分析了界面温度、接触... 温成形摩擦界面模具与工件之间的传热特性对工件质量和模具寿命有重要影响,固体粉末介质导入该摩擦副可实现高温润滑,但其传热特性与传统加工方式的有很大不同.采用稳态法自行设计了三体界面的传热特性试验,研究和分析了界面温度、接触载荷、层厚对带有石墨粉和氧化铝粉润滑层的H62铜合金和45钢之间的三体界面接触换热系数的影响.结果表明:带有石墨粉润滑层的三体界面接触换热系数随温度的增加先升高后降低,随载荷和层厚的增加先缓慢增加后迅速增加;带有氧化铝粉润滑层的三体界面接触换热系数随温度的变化缓慢升高,与载荷基本成线性关系,随层厚的增加而降低.温度改变了固体润滑剂的材料热阻和上下试样表面硬度及氧化层厚度,载荷改变了三体界面实际接触面积和接触属性,层厚决定能否完全隔开上下试样,不同物性固体润滑剂决定了其材料热阻在三体界面接触热阻中的主次关系. 展开更多
关键词 温成形 三体界面 粉末润滑 接触热阻 接触换热系数
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考虑软三体接触的粗糙界面混合润滑模型研究 被引量：3
2
作者 王超 孔俊超 王伟 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第21期113-119,共7页
软三体颗粒润滑是利用大量松散的固体软颗粒在界面中的承载和剪切行为实现特殊环境下界面的减摩,因此研究软颗粒介质摩擦界面在剪切过程中的受力情况,对软三体颗粒润滑机理的分析以及润滑装置的设计都具有重要意义。研究中将第三体颗粒... 软三体颗粒润滑是利用大量松散的固体软颗粒在界面中的承载和剪切行为实现特殊环境下界面的减摩,因此研究软颗粒介质摩擦界面在剪切过程中的受力情况,对软三体颗粒润滑机理的分析以及润滑装置的设计都具有重要意义。研究中将第三体颗粒类比为流体,基于雷诺方程、黏度方程、Greenwood和Williamson接触模型(G-W模型)等建立了含大颗粒粗糙界面的混合润滑模型。该模型中摩擦副的总载荷及总摩擦力由流体、微凸体和大颗粒三部分共同构成。通过采用有限差分法对上述物理模型进行求解分析,探究膜厚比、第三体大颗粒的质量浓度、粒径以及试件的表面形貌、弹性模量对三体接触界面的承载和摩擦力的影响情况,进而分析大颗粒粒径和接触表面粗糙度耦合时软三体接触界面的力学性能。基于对所构建的软三体接触界面混合润滑模型的研究可知:合理选择大颗粒质量浓度、粒径以及试件的表面形貌、弹性模量有助于提高承载、减小摩擦力,使得软三体颗粒流具有更好的减摩润滑性能。 展开更多
关键词 三体界面 混合润滑模型 数值模拟 承载 摩擦
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基于FEM-DEM的三体摩擦界面中接触行为与应力的多尺度分析 被引量：4
3
作者 朱桂庆 王伟 刘焜 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第3期316-321,470-471,共6页
为了研究三体摩擦界面中第一体变形与第三体状态的相互影响,利用耦合有限元法和离散元法的多尺度法模拟了平行板剪切颗粒第三体的过程。整个模型分为两个区域:有限元区域(上板)和离散元区域(第三体和下板),上板在一定的外载荷压应力下... 为了研究三体摩擦界面中第一体变形与第三体状态的相互影响,利用耦合有限元法和离散元法的多尺度法模拟了平行板剪切颗粒第三体的过程。整个模型分为两个区域:有限元区域(上板)和离散元区域(第三体和下板),上板在一定的外载荷压应力下挤压颗粒第三体,下板以恒定的速度剪切颗粒第三体。为实现两个子区域间的相互联系,建立了子区域间应力应变的传递机制。实现了三体摩擦界面的多尺度分析,模拟了平行板剪切颗粒第三体的过程。模拟结果表明:当外载荷压应力低于10MPa时,颗粒间的碰撞增多使得第三体内量纲归一化平均应力增大,宏观摩擦系数也随之增大;在剪切过程中,第三体内部颗粒间的接触随接触角度的分布呈现出一定的规律性,0-90°各区间内的强接触较多,尤其在54°-72°之间;颗粒接触随接触力大小的分布也具有一定的规律性,接触力与第三体颗粒平均接触力的比值在0-0.6之间内的接触较多,随后接触力越大,接触数越少。同时,第一体内压应力分布与第三体内力链的分布相对应,力链越强则与其接触的第一体的压应力越大。 展开更多
关键词 三体摩擦界面 多尺度 力链 应力分布
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游离磨粒研磨过程三体界面的摩擦学特性测试和分析 被引量：1
4
作者 贾文兵 王伟 +1 位作者 刘焜 王召唤 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2013年第10期1162-1165,1235,共5页
为研究研磨加工中第三体对摩擦界面作用过程的影响,探索颗粒物质性质在该过程中的体现,文章研制了能够实现不同工况下摩擦界面间摩擦力的实时准确测量的小型面接触摩擦测试系统。选择不同粒径氧化铝粉末配制研磨液,在不同载荷和研磨液... 为研究研磨加工中第三体对摩擦界面作用过程的影响,探索颗粒物质性质在该过程中的体现,文章研制了能够实现不同工况下摩擦界面间摩擦力的实时准确测量的小型面接触摩擦测试系统。选择不同粒径氧化铝粉末配制研磨液,在不同载荷和研磨液质量分数时进行试验。结果表明:磨粒粒径、载荷和研磨液质量分数对摩擦界面的摩擦特性有较大影响,摩擦界面间的摩擦力随着磨粒粒径的变大或加载载荷的增大而变大。对于研磨液,质量分数最小时测得的摩擦力最大,而质量分数为10%和20%时,测得的摩擦力变小并且相差不大,说明了摩擦界面间的颗粒可能起到了润滑作用。 展开更多
关键词 游离磨粒 三体摩擦界面 测试系统 摩擦力
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多参数对三体摩擦界面剪切膨胀过程的影响 被引量：1
5
作者 王伟 史超 +1 位作者 王智勇 刘焜 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第5期731-737,891,共7页
运用离散元法构建了一个双平行板剪切模型模拟无限剪切运动,重点研究颗粒体系受剪切时的膨胀现象。通过控制载荷、速度、颗粒间摩擦因数、颗粒层数、颗粒粒径等变量进行模拟,得到三体摩擦界面的剪切膨胀个数和剪切膨胀持续时间随输入变... 运用离散元法构建了一个双平行板剪切模型模拟无限剪切运动,重点研究颗粒体系受剪切时的膨胀现象。通过控制载荷、速度、颗粒间摩擦因数、颗粒层数、颗粒粒径等变量进行模拟,得到三体摩擦界面的剪切膨胀个数和剪切膨胀持续时间随输入变量改变的变化情况,进而分析参数变化对剪切膨胀过程的影响。结果表明:输入变量数值的变化会改变颗粒间力链形态,进而影响三体界面剪切膨胀;在0.64m N^2.56m N之间,剪切膨胀个数的增长是由于剪切膨胀持续时间或者整体运动阶段所占时间比降低带来的;剪切膨胀持续时间主要受颗粒间接触网络阻力的影响;剪切膨胀个数随载荷、摩擦因数、颗粒直径的增大呈现出先增多后减少的现象,随着速度、颗粒层数的增大而增多;剪切膨胀持续时间随着摩擦因数、颗粒直径的增大而增加,随着载荷、颗粒层数的增大而减小,但几乎不受速度变化的影响。 展开更多
关键词 离散元法 剪切膨胀 三体摩擦界面 力链
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