【摘要】：本論文通過對幾種摩擦研究方法的調(diào)研,發(fā)現(xiàn)目前主要以實(shí)驗(yàn)研究為主,數(shù)值模擬也主要局限在有限元模擬方法,但實(shí)際的摩擦表面是由大量離散的磨屑顆粒組成的,對這種離散的磨屑顆粒的模擬還比較少,因此,我們采用可移動元胞自動機(jī)法的原理構(gòu)建了摩擦材料的模擬程序,研究了摩擦速度、摩擦壓力和銅含量對材料摩擦系數(shù)的影響和摩擦表面第三體顆粒的變化規(guī)律。(1)采用Matlab編制了可移動元胞自動機(jī)的計算程序。首先根據(jù)NewtoneEuler運(yùn)動方程,給出了每個元胞的運(yùn)動規(guī)律,其次確定元胞間的連接狀態(tài)分別為:連接(可以抵抗拉應(yīng)力,綁定)、接觸(不可抵抗拉應(yīng)力,未綁定)、非接觸。并給出這幾種連接狀態(tài)的計算方法。最后考慮了元胞的本構(gòu)方程,通過等效計算得到元胞的等效應(yīng)力和等效應(yīng)變,當(dāng)元胞進(jìn)入塑性狀態(tài)時,采用修正算法修正元胞間的相互作用力。(2)采用Matlab編制了元胞間連接尺寸的計算程序。本文將燒結(jié)的顆粒等效成可移動元胞自動機(jī)計算的元胞,為了確定燒結(jié)顆粒間的連接面積,以金屬顆粒燒結(jié)頸理論為基礎(chǔ),建立了預(yù)測燒結(jié)頸尺寸的計算程序,得到了燒結(jié)頸尺寸隨時間的增大曲線。(3)利用可移動元胞自動機(jī)程序計算了第三體為純銅材料和銅-石墨復(fù)合材料情況下,摩擦材料的摩擦系數(shù)的變化規(guī)律和第三體的運(yùn)動演化規(guī)律,發(fā)現(xiàn)當(dāng)?shù)谌w顆粒為純銅材料時,隨著摩擦速度的增大,名義摩擦系數(shù)的振蕩越來越明顯,但平均摩擦系數(shù)變化不大;隨著摩擦壓力的增大,平均摩擦系數(shù)的變化不大;隨著銅含量的降低,材料的平均摩擦系數(shù)降低,石墨含量的增大能夠起到降低摩擦系數(shù),降低摩擦系數(shù)的振蕩幅度的作用。
【學(xué)位授予單位】：大連交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：O313.5
【圖文】：

之相應(yīng)變化。逡逑當(dāng)閘片與剎車盤相互摩擦?xí)r，如果所產(chǎn)生的磨屑不能及時從摩擦表面脫落，則可以逡逑通過磨屑顆粒的粘附和壓實(shí)形成所謂的第三體（圖１．１）或轉(zhuǎn)移膜。第三體對閘片摩擦逡逑性能的影響起到?jīng)Q定作用。只要第三體磨屑分離第一體，摩擦將由第三體的滑動行為控逡逑制，而不是由第一體的性質(zhì)控制。第三體的組成和微觀結(jié)構(gòu)是可變的。它是由實(shí)時的磨逡逑損，粘附，分層，氧化和機(jī)械混合共同決定。對此，許多學(xué)者進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)研究。逡逑符蓉［１５］等通過高速到低速分段制動的方法中得出，隨著制動速度的降低，摩擦過程中所逡逑形成的致密的表面第三體破碎、剝落，機(jī)械嚙合力增加，摩擦系數(shù)增大，摩擦表面的溫逡逑１逡逑

（ａ）邋Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ邋ｏｆ邋ｃｅｎｔｒａｌ邋ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ；邐（ｂ）邋Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ邋ｏｆ邋ｔａｎｇｅｎｔｉａｌ邋ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ；逡逑Ｆｉｇ．２．１邋Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｓｐａｔｉａｌ邋ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ邋ｏｆ邋ａ邋ｐａｉｒ邋ｏｆ邋ｔｈｅｍｏｖａｂｌｅ邋ｃｅｌｌｕｌａｒ逡逑ａｕｔｏｍａｔａ邋／邋ａｎｄ邋ｊ逡逑這樣－？來就可以獲得可靠的求解精度。以下將單個元胞的運(yùn)動方程，分解成中心差分離逡逑格式，逡逑ｖ（／）邋＝邋ｖ（／－Ａ／）＂－／Ａ／￣＾／２＋邋ｆ－（／）邋＋，？？－ｇ逡逑ｃｂ｛，）邋＝邋ｃｏ邋（／－Ａ，）．ＶＡ／－／？ｇ／２＋邋秋（０邋＋邋呦邐（２＿２）逡逑’Ｗ邋Ｖ邋７Ｊ，／ＡＺ邋＋邋＾／２邋ＪＪＭ邋＋邋ＰＪ２逡逑對于局部各向同性介質(zhì)，體積作用力的組成可以用相鄰元胞自動機(jī)ｙ的體積壓力巧表示逡逑如下邋｜４ｈ４２｜，逡逑Ｔ？邋＝－Ａｊｙ＇Ｓｖｎ，；邐（２．３）逡逑／＝！逡逑式中＆是自動機(jī)／和向動機(jī)／的相互作用面的面積；ｄ是材料參數(shù)。逡逑／上總可以明法方用；和

（ｂ）邋Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｉｎｓｔａｎｔａｎｅｏｕｓ邋ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ邋ｓｙｓｔｅｍ邋Ｘ＇Ｙ１；逡逑Ｆｉｇ．２．２邋Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｉｎｔｅｒａｃｔｉｎｇ邋ｐａｉｒ邋ｏｆ邋ａｕｔｏｍａｔａ邋／邋ａｎｄ邋ｊ逡逑如圖２．２所示，一對元胞之間的作用關(guān)系可以是三種狀態(tài)：連接（可以抵抗拉應(yīng)力）、逡逑接觸（不可抵抗拉應(yīng)力）、非接觸，這三種狀態(tài)的移動元胞自動機(jī)可以模擬斷裂和粘接逡逑（或破裂和愈合）。逡逑２．２．１連接關(guān)系逡逑Ｃ３ｚ）逡逑圖２．３邋—對自動機(jī)的重疊狀態(tài)逡逑Ｆｉｇ．２．３邋Ｏｖｅｒｌａｐｐｉｎｇ邋ｏｆ邋ａ邋ｐａｉｒ邋ｏｆ邋ａｕｔｏｍａｔａ逡逑１０逡逑

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2773016