為了研究接觸界面振動(dòng)對(duì)摩擦的影響,自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置,以在振動(dòng)臺(tái)上勻速滑動(dòng)的滑塊為對(duì)象,采用理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法,分析法向振動(dòng)和切向振動(dòng)引起界面切向運(yùn)動(dòng)減摩的機(jī)理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,振動(dòng)臺(tái)的法向振動(dòng)和切向振動(dòng)經(jīng)常同時(shí)存在。當(dāng)界面振動(dòng),且滑塊與振動(dòng)臺(tái)之間的切向相對(duì)速度方向不變時(shí),滑塊受到的平均滑動(dòng)摩擦力與無振動(dòng)時(shí)相同,沒有減摩作用;當(dāng)滑塊與振動(dòng)臺(tái)之間切向相對(duì)速度的方向發(fā)生周期性變化或存在stick-slip （黏滑）時(shí),與無振動(dòng)時(shí)相比,滑塊的平均滑動(dòng)摩擦力有明顯的減摩作用。根據(jù)Coulomb摩擦定律建立動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行仿真,仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果非常吻合,說明在界面運(yùn)動(dòng)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(shí)驗(yàn)和仿真結(jié)果表明,當(dāng)法向振動(dòng)和切向振動(dòng)同時(shí)存在時(shí),振動(dòng)引起的界面切向相對(duì)運(yùn)動(dòng)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(bào)(自然科學(xué)版). 2020,56(05)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：8 頁(yè)

【部分圖文】：

實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)物和示意圖

我們還測(cè)量了更多振動(dòng)條件下界面摩擦力的變化,計(jì)算振動(dòng)時(shí)滑塊在滑動(dòng)階段受到切向拉力的平均值(即振動(dòng)時(shí)滑動(dòng)摩擦力的平均值Fdave)與無振動(dòng)時(shí)滑塊在滑動(dòng)階段受到切向拉力的平均值(即無振時(shí)滑動(dòng)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(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖5所示�？梢钥闯�,當(dāng)振動(dòng)臺(tái)法向振幅較小時(shí),與無振時(shí)滑動(dòng)摩擦力相比,界面之間滑動(dòng)摩擦力沒有降低;隨著法向振幅的增加,滑動(dòng)摩擦力降低效果越來越明顯。我們對(duì)圖5中每一個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)的滑塊切向滑動(dòng)速度和振動(dòng)臺(tái)切向振動(dòng)速度分別進(jìn)行對(duì)比。試驗(yàn)點(diǎn)2和3的法向振幅分別為0.00179×10-3和0.0234×10-3m,試驗(yàn)點(diǎn)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(yàn)點(diǎn)2和4,滑動(dòng)摩擦力未降低,在試驗(yàn)點(diǎn)3和5,滑動(dòng)摩擦力有明顯的降低。在試驗(yàn)點(diǎn)2,3,4和5,滑塊的切向滑動(dòng)速度和振動(dòng)臺(tái)的切向振動(dòng)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(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3514225