基于（火积）与移动元胞自动机的高速螺旋摩擦热损伤突变行为研究

本项目以摩擦衬垫与钢丝绳这一事关各类摩擦提升装备可靠运行的螺旋接触摩擦副为研究对象，以解决因其引发的重大恶性高速滑绳事故为目标，以矿井摩擦提升机为工程背景，开展基于(火积)与移动元胞自动机的高速螺旋摩擦热损伤突变行为研究。首先，运用热传导、(火积)等理论，建立衬垫三维非完全螺旋接触温度场及（火积）传递方程，定量分析其传热能力；接着，建立增摩脂非牛顿热弹流润滑数学模型，并依此构建基于移动元胞自动机的衬垫热黏塑性损伤本构模型；进而，在能有效模拟摩擦提升机工况的实验机上开展高速摩擦试验，探求衬垫摩擦性能和损伤的突变机理与规律，基于突变理论，建立衬垫摩擦性能和热黏塑性损伤行为的突变模型；最后，结合突变模型和模糊集理论，对螺旋摩擦系统进行模糊多准则综合评判。研究成果将突破制约大型摩擦提升机可靠安全运行的核心基础性问题，形成具有普遍意义的摩擦提升装备安全保障理论与技术。

本项目以摩擦衬垫与钢丝绳这一事关各类摩擦提升设备可靠运行的螺旋接触摩擦副为研究对象，以解决因其引发的重大恶性高速滑绳事故为目标，以矿井摩擦提升机为工程背景，将热传导、（火积）理论、突变理论、模糊集理论、摩擦学及移动元胞自动机方法等理论相结合，开展基于（火积）与移动元胞自动机的高速螺旋摩擦热损伤突变行为研究。首先，运用热传导、（火积）等理论建立衬垫三维非完全螺旋接触温度场，获得衬垫表层温度场变化规律，并通过高速摩擦试验台进行验证；构建（火积）传递方程，定量地分析滑动过程中衬垫表层热量传递能力及传递效率；接着，建立增摩脂非牛顿热弹流润滑数学模型，掌握增摩脂黏温、黏压特性，研究微观结构、表观粘度随温度变化规律；运用移动元胞自动机方法，对衬垫与绳股的滑动过程进行数值模拟，掌握衬垫滑动过程中热损伤行为，获得表层材料损伤和裂纹扩展的变化规律；寻求衬垫温度、应变和摩擦因数的突变现象，解析衬垫热损伤突变机理；最后，结合突变模型和模糊集理论，对螺旋摩擦系统进行模糊多准则综合评判。研究成果将突破制约大型摩擦提升机可靠安全运行的核心基础性问题，形成具有普遍意义的摩擦提升装备安全保障理论与技术。