為了研究接觸界面振動對摩擦的影響,自主設(shè)計實驗裝置,以在振動臺上勻速滑動的滑塊為對象,采用理論與實驗相結(jié)合的方法,分析法向振動和切向振動引起界面切向運動減摩的機理。實驗結(jié)果表明,振動臺的法向振動和切向振動經(jīng)常同時存在。當(dāng)界面振動,且滑塊與振動臺之間的切向相對速度方向不變時,滑塊受到的平均滑動摩擦力與無振動時相同,沒有減摩作用;當(dāng)滑塊與振動臺之間切向相對速度的方向發(fā)生周期性變化或存在stick-slip （黏滑）時,與無振動時相比,滑塊的平均滑動摩擦力有明顯的減摩作用。根據(jù)Coulomb摩擦定律建立動力學(xué)模型進行仿真,仿真結(jié)果與實驗結(jié)果非常吻合,說明在界面運動為已知的條件下,Coulomb摩擦模型能夠反映界面間的摩擦作用。實驗和仿真結(jié)果表明,當(dāng)法向振動和切向振動同時存在時,振動引起的界面切向相對運動造成摩擦力方向的周期性變化或stick-slip是減摩的主要原因。 

【文章來源】：北京大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2020,56(05)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

實驗裝置實物和示意圖

我們還測量了更多振動條件下界面摩擦力的變化,計算振動時滑塊在滑動階段受到切向拉力的平均值(即振動時滑動摩擦力的平均值Fdave)與無振動時滑塊在滑動階段受到切向拉力的平均值(即無振時滑動摩擦力的平均值F0ave)的比值Fdave/F0ave,該比值可以清晰地反映平均摩擦力減小的程度,實驗結(jié)果如圖5所示�？梢钥闯�,當(dāng)振動臺法向振幅較小時,與無振時滑動摩擦力相比,界面之間滑動摩擦力沒有降低;隨著法向振幅的增加,滑動摩擦力降低效果越來越明顯。我們對圖5中每一個試驗點的滑塊切向滑動速度和振動臺切向振動速度分別進行對比。試驗點2和3的法向振幅分別為0.00179×10-3和0.0234×10-3m,試驗點4和5的法向振幅分別為0.0000467×10-3和0.0001876×10-3 m�？梢园l(fā)現(xiàn)在試驗點2和4,滑動摩擦力未降低,在試驗點3和5,滑動摩擦力有明顯的降低。在試驗點2,3,4和5,滑塊的切向滑動速度和振動臺的切向振動速度如圖6所示。

平均摩擦力減少比例Fdave/F0ave與法向振幅An的關(guān)系

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3514225