颗粒流润滑中的剪切膨胀现象及其形成机理探索.pdf

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1、颗粒流润滑中的剪切膨胀现象及其形成机理探索Theresearchofdilatancyphenomenonanditsformationmechanismingranularlubrication作者姓名韭伯垩学位类型堂压亟±学科、专业扭越生』造区墓自动化2011年4月合肥工业大学本论文经答辩委员会全体委员审查，确认符合合肥工业大学硕士学位论文质量要求。答辩委员会签名：(工作单位、职称)主席：邸扯委合肥工业大学教授岁l伟中科院合肥物质科学研究院副研究员导师：杂f娃。合肥工业大学教授独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研

2、究成果。据我所知，除了文中特别加以标志和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得金目巴王些太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位做作者签字．獬研签字日期沙cf年i功(>日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解金目墨至些太堂有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅或借阅。本人授权金匿王些盘兰L可以将学位论文的全部或部分论文内容编入有关数据库进行检索．可以采用影印、缩印或扫描

3、等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文者签名：池访匆签字日期：如ff年妒名日学位论文作者毕业后去向：工作单位：通讯地址：导师签名：签字日期：年月日电话：邮编：颗粒流润滑中的剪切膨胀现象及其形成机理探索摘要为了研究颗粒流在摩擦副间隙中的运动和润滑特性，本文构建了一个双筒剪切装置来研究内外筒的受力，并观察颗粒受剪切时所表现的特有现象。如通过改变双筒的表面结构、转速、颗粒粒径和数量等因素来研究颗粒流的运动特性和对摩擦副的影响。结果表明：摩擦副表面越粗糙、颗粒数量越多、颗粒尺度越小，其摩擦力越大；在剪切试验中颗粒流表现出膨胀现

4、象，进而造成装置振动，其成因与颗粒架拱及强力链有密切关联。针对颗粒受剪切过程，本文还利用离散元法构建了平行板剪切模型，通过上下板间相对运动，监测上板和颗粒的位移以及颗粒间力链的演变，模拟结果表明了颗粒体系受剪切过程中伴随着膨胀和收缩过程，这一特性与流体存在差异。为了对实验中无法测量的参数有进一步了解，基于颗粒物质特性，利用离散单元法重现双筒剪切模型，验证实验中各种参数的影响并对模拟过程中颗粒体系的力链结构等微观特性进行研究。实验与仿真结果显示：颗粒粒径和颗粒体系的体积分数对颗粒的运动以及颗粒内部力链结构有较大影响；多种参数上两者变化趋势相近，表明了仿真模型

5、的可行性；不同参数对颗粒体系力链结构、接触力和摩擦功等影响较大，如随着摩擦系数的增大，颗粒体系的平均接触力和摩擦功均增大。关键词：颗粒流，双筒剪切，离散元法，力链，剪切膨胀Theresearchofdilatancyphenomenonandits^·●l●'_1■·●10rmationmecilanismingranularlubricationABSTRACTInordertostudythemovementandlubricationcharacteristicsofgranularflowinthetribo-pairs，acircularitys

6、hearcellhasbeenconstructedtosimulatetheshearmovementofinfiniteparallelplateandobservethedynamicbehaviorofgranuleinthetribo—pairs．Thesurfacestructure，speed，particlesizeandthenumberofparticlesarechangedtostudythemovementcharacteristicsofgranuleanditseffectsonthetribo-pairs．Theresult

7、sshowthatboundaryconditionsandparticlepropertieshavegreateffectsonthemovementcharacteristicsofgranularflow,andthesheardilatancyphenomenonwhichmaycausethevibrationarestronglyrelatedtotheparticlearchanditsinherentforcechain．Discreteelementmethodisconstructedforparallel—plateshearmod

8、elinthispaper．Whiletherelativemot