接触角

原理概述

1

接触角定义

当液滴自由地处于不受力场影响的空间时，由于界面张力的存在而呈圆球状。但是，当液滴与固体平面接触时，其最终形状取决于液滴内部的内聚力和液滴与固体间的粘附力的相对大小。当一液滴放置在固体平面上时，液滴能自动地在固体表面铺展开来，或以与固体表面成一定接触角的液滴存在，如图1所示。

图1 接触角

假定不同的界面间力可用作用在界面方向的界面张力来表示，则当液滴在固体平面上处于平衡位置时，这些界面张力在水平方向上的分力之和应等于零，即

?S/A??S/L??L/Acos? （1）

式中γS/A、γL/A、γS/L 分别为固-气、液-气和固-液界面张力；θ为液体与固体间的界面和液体表面的切线所夹（包含液体）的角度，称为接触角（contact angle），θ在00-1800之间。接触角是反应物质与液体润湿性关系的重要尺度，θ＝90o可作为润湿与不润湿的界限，θ<90o时可润湿，θ>90o时不润湿。 2

润 湿

润湿(wetting)的热力学定义是，若固体与液体接触后体系（固体和液体）的自由能G降低，称为润湿。自由能降低的多少称为润湿度，用WS/L来表示。润湿可分为三类：粘附润湿（adhesional wetting）、铺展润湿（spreading

液-固界面接触角的测量实验报告

一、实验目的

1. 了解液体在固体表面的润湿过程以及接触角的含义与应用。

2. 掌握用JC2000C1静滴接触角/界面张力测量仪测定接触角和表面张力的方法。

二、实验原理

润湿是自然界和生产过程中常见的现象。通常将固-气界面被固-液界面所取代的过程称为润湿。将液体滴在固体表面上，由于性质不同，有的会铺展开来，有的则粘附在表面上成为平凸透镜状，这种现象称为润湿作用。前者称为铺展润湿，后者称为粘附润湿。如水滴在干净玻璃板上可以产生铺展润湿。如果液体不粘附而保持椭球状，则称为不润湿。如汞滴到玻璃板上或水滴到防水布上的情况。此外，如果是能被液体润湿的固体完全浸入液体之中，则称为浸湿。上述各种类型示于图1。

图1 各种类型的润湿

当液体与固体接触后，体系的自由能降低。因此，液体在固体上润湿程度的大小可用这一过程自由能降低的多少来衡量。在恒温恒压下，当一液滴放置在固体平面上时，液滴能自动地在固体表面铺展开来，或以与固体表面成一定接触角的液滴存在，如图2所示。

图2 接触角

假定不同的界面间力可用作用在界面方向的界面张力来表示，则当液滴在固体平面上处于平衡位置时，这些界面张力在水平方向上的分力之和应等于零，这个平衡关系就是著

液-固界面接触角的测量实验报告

一、实验目的

1. 了解液体在固体表面的润湿过程以及接触角的含义与应用。

2. 掌握用JC2000C1静滴接触角/界面张力测量仪测定接触角和表面张力的方法。

二、实验原理

润湿是自然界和生产过程中常见的现象。通常将固-气界面被固-液界面所取代的过程称为润湿。将液体滴在固体表面上，由于性质不同，有的会铺展开来，有的则粘附在表面上成为平凸透镜状，这种现象称为润湿作用。前者称为铺展润湿，后者称为粘附润湿。如水滴在干净玻璃板上可以产生铺展润湿。如果液体不粘附而保持椭球状，则称为不润湿。如汞滴到玻璃板上或水滴到防水布上的情况。此外，如果是能被液体润湿的固体完全浸入液体之中，则称为浸湿。上述各种类型示于图1。

图1 各种类型的润湿

当液体与固体接触后，体系的自由能降低。因此，液体在固体上润湿程度的大小可用这一过程自由能降低的多少来衡量。在恒温恒压下，当一液滴放置在固体平面上时，液滴能自动地在固体表面铺展开来，或以与固体表面成一定接触角的液滴存在，如图2所示。

图2 接触角

假定不同的界面间力可用作用在界面方向的界面张力来表示，则当液滴在固体平面上处于平衡位置时，这些界面张力在水平方向上的分力之和应等于零，这个平衡关系就是著

OCA操作手册

Operating manual

DataPhysics OCA

Version 1.4, English

Firmware-version from 1.11,

Software-version from 1.2

Release: November 1999

All Rights, also of translation reserved.

No part of this document may be reproduced in any form (print, photocopy, microfilm or any other process) or be processed, multiplied or distributed by any electronic means without the prior written approval of DataPhysics. This does not affect the exceptions expressly stated in Ё 53, 54 UrhG.

DataPhysics Instruments GmbH does not accept any kind of liabi

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接触网接触线检修作业标准

一、适用范围

本标准规定了接触网接触线的检修周期、质量标准、准备工作、检修步骤、处理方法、注意事项、附件等内容。适用于朔黄铁路原平分公司接触网接触线的检修。

二、编制依据

《接触网安全工作规程》和《接触网运行检修规程》铁运[2007]69号文、铁道部经济规划研究院铁路工程施工技术指南TZ10208-2008、朔黄铁路发展有限责任公司企业标准。

三、准备工作

1.安全防护：计划申报、工作票签发与审核、预想会、停电作业、作业结束等工作及安全措施，执行朔黄铁路《接触网停电作业标准》；“V”型天窗作业时注意与相邻带电线路距离，并做好行车防护防护。

2.人员组织：操作人员2～3人。作业监护、行车防护、接挂地线、地面辅助人员由工作领导人在单次作业中进行安排。

3.工机具：作业车（梯车）、手扳葫芦、紧线器、煨弯器、导线整弯器、温度计、手锤、橡胶锤、木板、平锉、断线钳、钢锯、接触线正面器、滑轮组、钢卷尺、绝缘测杆（激光测量仪）、力矩扳手、个人工具、安全用具、防护用具等。

注：准备测量磨耗，则工具中还应包括千分尺或游标卡尺。

4.材料：接触线接头线夹、吊弦线夹、φ4.0mm铁线、0#砂纸、锯条、黄油等。

5.技术资料：接触网平面布置图、导线磨耗换算表。

四、

中级工试题 一、选择题

1．作用在刚体上的三个力的作用线汇交于一点，则该刚体（ C ）。

（A）一定平衡 （B）一定不平衡 （C）不一定平衡 （D）暂时平衡 2．平面汇交力系平衡的充要条件是（ D ）。 （A）各力大小相等 （B）各力在同一直线上

（C）各力在某一坐标轴上投影的代数和为零 （D）力系的合力为零

3．对某一物体的运动起限制作用的周围物体称为（ A ）。

（A）参考体 （B）约束体 （C）刚体 （D）变形体 4．力在坐标轴上的投影是（ D ）。

（A）矢量 （B）标量 （C）几何量 （D）代数量 5．轴向拉伸（或压缩）时，杆件横截面上的应力称为（ B ）。 （A）轴力 （B）正应力 （C）剪力 （D）剪应力 6．使材料丧失正常工作能力的应力称为（ A ）。 （A）危险应力 （B）工作应力 （C）安全应力 （D）许用应力

7．将危险应力除以一个大于1的系数，所得的应力称为（ B）。 （A）工作应力 （B）许用应力 （C）极限应力 （D）安全应力 8．

西安交通大学研究生考试卷 专业班级 硕2040 学号 3112045018 姓名 吴甲中 成绩 考试 考核课程 高等计算力学 考核日期 2012.11 考核方式

基于ABAQUS/Standard接触问题分析及实例

摘要

接触问题是许多工程实践中的常见问题，其实际结构系统往往由几个非永久性连接在一起的部分组成。这些参与接触之间的部分间会有沿接触面法向的相互作用（如接触压力）和沿接触面切向的相互作用（如摩擦作用）。在有限元分析中，接触条件是一类特殊的不连续约束，它允许力从模型的一部分传递到另一部分。因为只有当两个表面发生接触时才会有约束产生，当两个面分开时，就不存在约束作用，所以这种约束作用是不连续的。本文将通过分析ABAQUS/Standard对接触问题的求解模式，来探讨有限元软件在求解接触问题时的内涵，并通过分析一个冲压金属板的实例来展现更为详尽的过程。 一. ABAQUS/Standard中接触问题 在ABAQUS/Standard中，接触问题或是基于表面（surface）或是基于接触 单元（contact element）。因此，首先必须在Interaction模块中各模型上创建可能发生接触的表面并判断哪一对表面可能具有接触约束，

一、概述

两个物体相互压紧时，在接触区附近产生的应力和变形，称为接触应力和接触变形。接触应力和接触变形具有明显的局部性，随着离开接触处的距离增加而迅速减小。材料在接触处的变形受到各方向的限制，接触区附近处在三向应力状态。在齿轮、滚动轴承、凸轮和机车车轮等机械零件的强度计算中，接触应力具有重要意义。

接触问题最先是由赫兹（H、Hertz）解决的，他得出了两个接触体之间由于法向力引起接触表面的应力和变形，其他研究者先后研究了接触面下的应力和切向力引起的接触问题等。 通常的接触问题计算，是建立在以下假设基础上的，即

1. 接触区处于弹性应力状态。

2. 接触面尺寸比物体接触点处的曲率半径小得多。

计算结果表明，接触面上的主应力大于接触面下的主应力，但最大切应力通常发生在接触面下某处 由于接触应力具有高度局部性和三轴性，在固定接触状态下，实际应力强度可能很高而没有引起明显的损伤。但接触应力往往具有周期性，可能引疲劳破坏、点蚀或表面剥落，因此，在确定接触许用应力时要考虑接触和线接触。当用接触面上最大应力建立强度条件时，许用应力与接触类型有关，点接触的许用应力是线接触的许用应力的1.3～1.4倍。

二、弹性接触应力与变

接触问题（参考ANSYS的中文帮助文件）

当两个分离的表面互相碰触并共切时，就称它们牌接触状态。在一般的物理意义中，牌接触状态的表面有下列特点：

1、不互相渗透；

2、能够互相传递法向压力和切向摩擦力； 3、通常不传递法向拉力。

接触分类：刚性体－柔性体、柔性体－柔性体

实际接触体相互不穿透，因此，程序必须在这两个面间建立一种关系，防止它们在有限元分析中相互穿过。

――罚函数法。接触刚度

――lagrange乘子法，增加一个附加自由度（接触压力），来满足不穿透条件

――将罚函数法和lagrange乘子法结合起来，称之为增广lagrange法。 三种接触单元：节点对节点、节点对面、面对面。 接触单元的实常数和单元选项设置：

FKN：法向接触刚度。这个值应该足够大，使接触穿透量小；同时也应该足够小，使问题没有病态矩阵。FKN值通常在0.1~10之间，对于体积变形问题，用值1.0（默认），对弯曲问题，用值0.1。

FTOLN：最大穿透容差。穿透超过此值将尝试新的迭代。这是一个与接触单元下面的实体单元深度（h）相乘的比例系数，缺省为0.1。此值太小，会引起收敛困难。

ICONT：初始接触调整带。它能用