范真
,
刘翊
,
丁建宁
,
程广贵
,
陈修祥
材料导报
采用AFM尖头探针、球头探针和平头探针对Si-DLC膜进行摩擦实验,研究了薄膜的微观摩擦力学性能,探讨了不同接触尺度下薄膜表面粘附力及摩擦产生的机理.建立了不同探针与薄膜表面粗糙峰的接触模型,推导了表面粘附力与接触面积的关系表达式,表明在微观接触中,接触面积对粘附力起着主导作用.尖头探针与薄膜表面的微观摩擦系数取决于表面粗糙峰的斜率,与粗糙峰的高度相关不大；球头探针与薄膜表面的摩擦力主要取决于单位面积接触粗糙峰密度；平头探针与薄膜表面的摩擦力主要取决于外加载荷,表面形貌的微观尺寸效应可忽略.
关键词:
Si-DLC膜
,
接触尺度
,
摩擦机理
,
接触模型
刘翊
,
范真
,
丁建宁
,
凌智勇
,
程广贵
,
蒋楠楠
功能材料
采用微米级别的AFM球头探针对硅掺杂类金刚石薄膜进行了摩擦实验.研究了微米尺度下,外加载荷和扫描速率对薄膜摩擦性能的影响.考虑粘附的影响,提出了适用于微观低载荷接触摩擦力表征的修正Amonton公式.分析了摩擦系数与表面形貌粗糙峰之间的关系,根据薄膜表面粗糙峰的分布,建立了微米尺度下球头探针与薄膜表面粗糙峰的等效接触模型,并推导出了摩擦力f关于载荷参数(p)和形貌参数(Φ)的函数表达式f(p,Φ),表明单位面积接触粗糙峰密度对摩擦力大小起着主导作用.所建接触模型成功解释了摩擦实验现象产生的原因.
关键词:
硅掺杂类金刚石薄膜
,
球头探针
,
微米尺度
,
接触模型
张爽
,
王栋
,
郦正能
,
寇长河
,
章怡宁
复合材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2006.02.028
建立了三维累积损伤有限元模型,采用扩展拉格朗日乘子法对螺栓表面和复合材料层合板孔壁间的接触行为进行了模拟.对复合材料层合板中纤维断裂、基体开裂和纤维-基体剪切3类基本损伤类型的产生、扩展以及它们之间的关联性进行了研究.计算得到了复合材料层合板单钉连接结构的载荷-位移曲线,预测了它们的初始挤压破坏载荷.同时,进行了T300帘子布/QY8911双马来酰亚胺树脂层合板单钉单搭螺栓挤压强度试验,验证了不同铺层类型和结构尺寸对复合材料层合板机械连接挤压性能的影响.试验结果和计算结果吻合较好,证明了该模型和算法的有效性.
关键词:
层合板
,
机械连接
,
累积损伤
,
接触模型
吉桂秀
,
李娇颜
,
陈浩然
复合材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2007.04.028
基于Mindlin一阶剪切理论分项等参插值的有限元法,建立了含多个分层损伤复合材料层合板自由振动分析的有限元模型和分析方法,并采用线性接触模型模拟分层区域上、下子板的相互作用.通过典型数值算例,讨论了分层位置、数目及板的边界条件诸参数对其振动特性的影响.结果表明:分层位置沿板长方向变化时,中间分层的频率变化范围较大,表面分层变化较小,但变化趋势基本相同;沿层合板厚度方向,多分层中最长分层的位置越靠近层合板中面,则其对振动特性的影响越大;多个分层位置较靠近层合板表面,且板边界条件约束较弱时,多分层与单分层对振动特性影响的差别不大,此时,可将多分层损伤层合板简化为单分层损伤层合板来进行振动分析.
关键词:
多分层损伤
,
振动特性
,
接触模型
,
有限元法
,
复合材料层合板
冯振宇
,
李顶河
,
徐建新
,
程小全
复合材料学报
基于层合板Mindlin一阶剪切变形理论,研究了多处分层损伤对复合材料层合板固有特性的影响规律.根据一般分层模型,并采用线性接触模型模拟分层区域上、下子板的相互作用,建立含多个椭圆内埋型分层损伤平面编织层合板自由振动分析有限元模型.通过典型算例分析,讨论了椭圆分层区域长轴与试件纵向夹角对平面编织层合板固有频率的影响.结果表明,对于内埋型分层损伤,表面分层与中间分层对固有频率的影响区别很小;分层区域的长轴与试件纵向夹角越大,损伤对固有频率的影响越大.
关键词:
分层
,
平面编织层合板
,
振动特性
,
接触模型
,
有限元法
柳培
,
韩秀丽
,
孙东立
,
王清
材料科学与工艺
doi:10.11951/j.issn.1005-0299.20160422
随着新技术的发展以及材料服役环境的日益复杂化,传统的试验研究已经不能满足人们对摩擦磨损的认识需求,因此必须借助数值模拟方法来研究材料的摩擦磨损行为.特别是随着近年来原子尺度理论模型的不断完善和计算机运算能力的不断提高,分子动力学模拟已经成为研究材料摩擦磨损行为和机制的重要方法.本文详细综述了材料摩擦磨损分子动力学模拟的国内外研究现状.首先阐述了分子动力学模拟中势能函数的建立;其次介绍了材料摩擦磨损分子动力学模拟常用的接触模型;然后概述了采用分子动力学模拟方法研究接触面积、载荷、温度、速度和晶体取向等因素对材料摩擦磨损的影响;最后指出了目前材料摩擦磨损分子动力学模拟中存在的一些问题,并对未来发展方向进行了展望.
关键词:
摩擦磨损
,
分子动力学
,
势能函数
,
接触模型
,
晶体取向
张昭
,
张洪武
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2008.01.017
在完全热力耦合搅拌摩擦焊接数值模型中采用两种接触模型--经典的Coulomb接触模型和修正的Coulomb接触模型,模拟了搅拌摩擦焊接过程,以分析不同接触模型对搅拌摩擦焊接过程数值模拟的影响.结果表明,对于低转速的搅拌摩擦焊接,两种模型的预测结果区别不大;但是对于高转速,由于界面摩擦剪切应力没有上限,采用经典的Coulomb接触模型无法模拟,需采用修正的Coulomb接触模型.搅拌头转速的增加不会改变搅拌摩擦焊接技术固态连接的本质.当采用高转速时,焊接构件上、下表面的变形趋于均匀.有利于得到均匀的显微结构.
关键词:
搅拌摩擦焊接
,
数值模拟
,
接触模型
