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煤炭作为我国重要的基础能源和原料，在国民经济中具有重要的战略地位。目前我国煤矿开采大部分是井工矿，矿井提升设备是煤矿必需的运输装备，是煤矿井下与地面相连接的“咽喉”。随着矿井开采走向深部化、大型化和安全化，摩擦式提升机被越来越多地应用于深井及超深矿井的提升中。摩擦式提升机主要依靠摩擦衬垫与钢丝绳间的动态粘弹性接触变形进行摩擦传动，其摩擦传动可靠性和运行安全性直接关系到煤矿的安全生产和煤矿职工的生命安全。摩擦衬垫作为粘弹性摩擦传动材料，在摩擦传动过程中会不断地粘着、变形、破坏；钢丝绳作为柔性承载传动部件，在提升机运行时会产生横向振动、纵向振动以及二者的耦合振动，这种振动有可能导致钢丝绳与摩擦衬垫槽之间的非正常接触、动态滑移和脱离等状态，从而影响摩擦衬垫与钢丝绳之间的摩擦牵引能力而出现打滑现象，引发摩擦式提升机的恶性事故。因此，开展摩擦衬垫与钢丝绳间的动态接触、动态蠕动与滑移状态的研究，揭示摩擦衬垫的动态粘弹性摩擦机理，对提高摩擦式提升机的摩擦传动可靠性和运行安全性具有重要的意义。
摩擦过程中的“黑箱”问题——相互接触两物体的动态变化，一直是困扰摩擦学领域相关学者的难点。为了解决矿井提升中柔性钢丝绳-粘弹性摩擦衬垫动态接触、摩擦传动的“黑箱”问题，利用微观动态观测以及“灰度法”量化了摩擦过程中摩擦衬垫与钢丝绳界面间的实际接触面积；构建实际接触面积与粘着摩擦关系模型的基础上，进一步提出了从侧面动态观测摩擦衬垫与钢丝绳的摩擦界面，量化相对摩擦运动过程中柔性钢丝绳与粘弹性摩擦衬垫的动态接触状态和摩擦传动机理。本文在自研制的基于弧面法摩擦衬垫与钢丝绳动态微滑移摩擦试验平台上，通过高速高倍显微摄像仪实时动态观测摩擦衬垫与钢丝绳接触界面的摩擦过程，通过标定追踪点实现动态观测且量化粘着摩擦，发现粘着摩擦与损耗模量呈正比；通过摩擦过程中衬垫内部与接触表面不同位置追踪点的滑动方向位移差来观测量化滞后摩擦，发现滞后摩擦与损耗模量和储能模量平方的比值（E’’/(E’2)）呈正比；通过监测纵向位移变化来衡量摩擦过程中的摩擦振动，分析了不同比压接触条件对界面摩擦传动的影响。
（1）微观动态观测方法促进了摩擦过程中“黑箱”问题的研究。通过微观动态监测分析了不同比压接触条件下摩擦传动过程中摩擦衬垫与钢丝绳的位移变化，划分了粘着阶段与滑动阶段；直观量化了粘着滞后摩擦，该方法为粘弹性材料的摩擦传动及摩擦振动的研究提供了新思路。
（2）揭示了柔性钢丝绳-粘弹性摩擦衬垫动态接触和摩擦传动的机理。量化了摩擦传动过程中粘着滞后摩擦，分析了比压对粘着滞后摩擦的影响，探究了不同比压对摩擦振动的影响，构建了粘着滞后摩擦与摩擦传动的关系，研究结果为摩擦式提升机的安全高效运行提供了理论依据。
（1）研究结果可为摩擦式提升机的摩擦传动能效和防滑安全设计提供理论指导，也可为现代高速电梯摩擦传动设计和增摩材料研发提供一定的指导。
（2）本研究所设计的微观动态观测方法，量化了摩擦过程中粘弹性材料的性能变化，对于粘弹性材料摩擦机理探究、智能传感材料设计和摩擦界面智能调控具有重要的参考价值。
冯存傲，中国矿业大学青年教师。研究领域包括软材料摩擦学、矿山机械摩擦可靠性、耐磨材料等。在国内外摩擦学领域发表学术论文9篇，获发明专利1项。
张德坤，中国矿业大学教授。研究领域包括生物材料与摩擦学、矿山机械摩擦可靠性、耐磨材料等。主持国家重点研发计划课题1项，国家自然科学基金项目4项和省部级基金项目3项，参加各类基金项目20余项。已出版专著3部；发表论文200余篇，其中SCI收录120余篇；获得发明专利40余项。曾获得国家技术发明二等奖2项，江苏省科技进步一等奖2项，省部级科技进步二等奖3项；先后获得霍英东教育基金会高等院校青年教师奖、全国煤炭青年科技奖、江苏省“青蓝工程”优秀青年骨干教师、江苏省“青蓝工程”优秀青年学术带头人等称号；入选教育部新世纪优秀人才支持计划、江苏省“333人才培养工程”计划第三层次、江苏省“333人才培养工程”计划第二层次等人才项目。
陈凯，中国矿业大学副教授。研究领域包括生物材料、人工关节、3D打印及摩擦学等。中国机械工程学会摩擦学分会青年工作委员会委员、中国机械工程学会高级会员、中国生物材料学会会员。主持国家自然科学基金2项、江苏省自然科学基金2项、中国博士后科学基金3项。已出版学术专著1部，发表学术论文50余篇，其中SCI收录论文40余篇，授权发明专利10余项。
期刊简介
Friction（《摩擦（英文）》）是清华大学主办的国内首个摩擦学领域的国际性学术期刊，旨在发表和出版涵盖接触、摩擦、磨损、润滑、表面粘着和界面科学跨学科的创新性研究论文及专题性综述文章，致力于为国内外摩擦学和表面界面科学领域的学者搭建一流的国际学术交流平台，促进摩擦学在中国和国际学术界之间的交流和发展。其2020年度影响因子为6.167，在国际摩擦学领域十余种SCIE数据库收录期刊中排名第一，成为我国乃至亚洲首个进入全球机械工程领域前8名的国际学术期刊（大类学科排名前6%），2020年在线发文量超过160篇。
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