密集颗粒体-机械表面摩擦测试仪研究.pdf

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1、第35卷第1期合肥工业大学学报(自然科学版)Vo1．35No．12012年1月JOURNALOFHEFEIUNIVERSITYOFTECHNOIOGYJan．2012Doi：10．3969／j．issn．1003—5060．2012．01．001密集颗粒体一机械表面摩擦测试仪研究赵明，王伟，刘炕(合肥工业大学机械与汽车工程学院，安徽合肥230009)摘要：文章研制了密集颗粒体与机械表面摩擦作用测试仪，用以模拟楔形滑块摩擦副中，工件表面与颗粒介质的摩擦作用。摩擦测试仪用步进电机控制平移台做直线运动使表面试件与颗粒体发生摩擦运动，通

2、过扭矩传感器和拉压力传感器分别测出试件受到的剪切阻力与法向支撑力，信号经放大滤波，实时显示并记录下来。摩擦测试仪能实现不同速度、迎角、表面造型、颗粒粒径等条件下，试件受力的精确测量。经过标定与分析，测试仪具有高灵敏度、高线性度、低迟滞误差、操作便捷等特点。关键词：密集颗粒体；摩擦测试装置；剪切阻力；法向支撑力中图分类号：TH117．01文献标识码：A文章编号：1003—5060(2012)01—0001—04Developmentofatribometerforfrictioncoupleofdensegranulesandme

3、chanicalsurfaceZHAOMing，WANGWei，LIUKun(SchoolofMachineryandAutomobileEngineering，HefeiUniversityofTechnology，Hefei230009，China)Abstract：Atribometerofdensegranulesandmechanicalsurfaceisdesignedandproducedtosimulatethefrictionphenomenonbetweentheworkpiecesurfaceandpart

4、iculatemediuminthewedgesliderfrictionpair．Byusingthetribometer，thesurfacespecimencontrolledbythemotorizedtranslationstagemovesinthegranules．Theshearingforceandthenormalforcearemeasuredbytorquesensorandpressuresensorrespectively．Aftertheamplicationandfiltering，thesign

5、alisdisplayedandrecor—dedinrealtime．Throughthecalibrationandevaluation，thetribometercanaccuratelymeasuretheshearingforceandnormalforceofthespecimenindifferentspeed，angle，surfacetopography，andparticlesize，withthemeritsofhighsensitivity，highlinearity，lowhysteresisandsi

6、mpleoperation．Keywords：densegranule；tribometer；shearingforce；normalforce颗粒物质是一种常见的物质类型，如沙堆、积E2]研究了二维颗粒流通过瓶颈口时，流量与传送雪、粮食等，甚至川流的人群、行驶的汽车也都可带的速度以及瓶颈开口的大小的关系；文献[3]研以作为颗粒体系来研究。这类物质虽然单个颗粒究了通道宽度对颗粒物质稀疏流到密集流转变的是固体，但大量颗粒体系却表现出不同于固体、液影响。；此外，通过实验，研究了二维斜面颗粒流体和气体中任何一种的奇特性质_1]。在粗糙

7、边界附近的流量密度分布规律_4]及受通道浙江大学物理系颗粒物质实验室和中国科学宽度的影响j。院物理研究所进行合作，通过实验探索和计算机文献[6]认为，当前对于颗粒物质的认识，只模拟，研究了颗粒物质的许多物理特性。如文献相当于20世纪3O年代对于固态物理认识的水收稿日期：2011—04—13；修回日期：2011—05—10基金项目：国家自然科学基金资助项目(51175136；51005067)作者简介：赵明(1985一)，男，安徽淮南人，合肥工业大学硕士生；刘馄(1968-)，男，陕西汉中人，博士，合肥工业大学教授，博士生导师2合

8、肥工业大学学报(自然科学版)第35卷平。在国内，颗粒物质的研究目前仅限于物理学保存下来。密集颗粒体摩擦测试仪技术方案如图和黏土力学领域，摩擦学领域才刚刚起步E。文2所示。献[8]指出：颗粒摩擦学研究可应用于粉末冶金、陶瓷等的成型工艺以及颗粒物质(如粮食、煤粉等)