理論力學(xué)第五章摩擦(Y)

理論力學(xué)第五章摩擦(y)目錄CONTENCT摩擦基本概念及分類靜摩擦動(dòng)摩擦滾動(dòng)摩擦摩擦在工程中的應(yīng)用與案例分析總結(jié)與展望01摩擦基本概念及分類摩擦定義摩擦性質(zhì)摩擦定義與性質(zhì)兩個(gè)相互接觸的物體在相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí)，在接觸面上產(chǎn)生的阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的現(xiàn)象。摩擦是一種復(fù)雜的物理現(xiàn)象，涉及接觸面的幾何形狀、材料性質(zhì)、表面粗糙度、溫度、濕度等多種因素。01020304干摩擦邊界摩擦流體摩擦混合摩擦摩擦類型劃分發(fā)生在接觸面間完全被潤(rùn)滑油膜隔開的摩擦，此時(shí)摩擦系數(shù)較小且穩(wěn)定。發(fā)生在接觸面間有極薄潤(rùn)滑膜時(shí)的摩擦，此時(shí)摩擦系數(shù)較大且不穩(wěn)定。發(fā)生在干燥、無(wú)潤(rùn)滑劑的接觸面上的摩擦。發(fā)生在接觸面間既有干摩擦又有邊界摩擦或流體摩擦?xí)r的摩擦。制動(dòng)器設(shè)計(jì)利用摩擦來(lái)消耗動(dòng)能，實(shí)現(xiàn)制動(dòng)或減速。傳動(dòng)裝置利用摩擦來(lái)傳遞動(dòng)力，如帶傳動(dòng)、摩擦輪傳動(dòng)等。軸承設(shè)計(jì)減少軸承內(nèi)部的摩擦，提高軸承的使用壽命和效率。表面涂層通過(guò)改變表面的物理和化學(xué)性質(zhì)，減少摩擦和磨損，提高機(jī)械零件的耐用性。摩擦在工程中的應(yīng)用02靜摩擦靜摩擦現(xiàn)象及條件靜摩擦現(xiàn)象兩個(gè)接觸面在相對(duì)靜止時(shí)，由于表面粗糙不平，存在微小的凹凸部分相互嚙合，使得一個(gè)物體在另一個(gè)物體表面上滑動(dòng)時(shí)需要克服一定的阻力，這種阻力稱為靜摩擦力。靜摩擦條件產(chǎn)生靜摩擦必須滿足以下條件：兩物體接觸面粗糙不平；兩物體間有正壓力；兩物體間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。靜摩擦系數(shù)是描述兩個(gè)接觸面間靜摩擦力大小的物理量，用符號(hào)μs表示。靜摩擦系數(shù)與接觸面的材料、粗糙度、溫度、濕度等因素有關(guān)。靜摩擦系數(shù)影響靜摩擦系數(shù)的因素主要有以下幾點(diǎn)：接觸面材料性質(zhì)；接觸面的粗糙程度；接觸面間的正壓力；溫度；濕度。影響因素靜摩擦系數(shù)與影響因素二力平衡法當(dāng)物體處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，作用在物體上的合外力為零。因此，可以通過(guò)分析物體受力情況，利用二力平衡條件求解靜摩擦力的大小和方向。力的分解法在某些情況下，可以將靜摩擦力分解為兩個(gè)分力，分別沿接觸面的切向和法向方向。通過(guò)求解這兩個(gè)分力的大小和方向，可以確定靜摩擦力的大小和方向。力的合成法當(dāng)物體受到多個(gè)力的作用時(shí)，可以通過(guò)力的合成方法求解靜摩擦力的大小和方向。首先，將各個(gè)力按照平行四邊形法則進(jìn)行合成，得到合外力的大小和方向；然后，根據(jù)二力平衡條件求解靜摩擦力的大小和方向。靜摩擦力計(jì)算方法03動(dòng)摩擦動(dòng)摩擦現(xiàn)象兩個(gè)接觸面在相對(duì)滑動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的阻礙滑動(dòng)的力，稱為動(dòng)摩擦力。動(dòng)摩擦力的大小與接觸面的性質(zhì)、正壓力以及相對(duì)滑動(dòng)速度有關(guān)。動(dòng)摩擦條件動(dòng)摩擦力的產(chǎn)生需要滿足以下條件：接觸面之間存在正壓力；接觸面之間存在相對(duì)滑動(dòng)；接觸面之間的粗糙程度足以引起摩擦。動(dòng)摩擦現(xiàn)象及條件VS動(dòng)摩擦系數(shù)是描述動(dòng)摩擦力與正壓力之間關(guān)系的物理量，用μ表示。動(dòng)摩擦系數(shù)的大小取決于接觸面的材料、粗糙程度、溫度、濕度等因素。影響因素影響動(dòng)摩擦系數(shù)的因素包括接觸面的材料性質(zhì)、表面粗糙度、溫度、濕度、滑動(dòng)速度等。一般來(lái)說(shuō)，表面越粗糙，動(dòng)摩擦系數(shù)越大；溫度升高，動(dòng)摩擦系數(shù)減??；濕度增加，動(dòng)摩擦系數(shù)也會(huì)減小。動(dòng)摩擦系數(shù)動(dòng)摩擦系數(shù)與影響因素動(dòng)摩擦力計(jì)算方法根據(jù)庫(kù)侖摩擦定律，動(dòng)摩擦力F等于正壓力N與動(dòng)摩擦系數(shù)μ的乘積，即F=μN(yùn)。此公式適用于一般情況的動(dòng)摩擦力計(jì)算。圖表法通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定不同條件下的動(dòng)摩擦系數(shù)，并繪制成圖表。在實(shí)際應(yīng)用中，可根據(jù)接觸面的材料和條件，從圖表中查出相應(yīng)的動(dòng)摩擦系數(shù)，進(jìn)而計(jì)算動(dòng)摩擦力。經(jīng)驗(yàn)公式法針對(duì)某些特定情況或特定材料，可通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定得到經(jīng)驗(yàn)公式，用于計(jì)算動(dòng)摩擦力。這些經(jīng)驗(yàn)公式通?？紤]了多種因素的影響，因此具有較高的準(zhǔn)確性。公式法04滾動(dòng)摩擦滾動(dòng)摩擦現(xiàn)象及條件當(dāng)一物體在另一物體表面滾動(dòng)時(shí)，由于接觸面間的變形和粘附作用，會(huì)產(chǎn)生阻礙滾動(dòng)的力，即滾動(dòng)摩擦力。滾動(dòng)摩擦現(xiàn)象發(fā)生滾動(dòng)摩擦必須滿足兩個(gè)條件，一是兩物體間存在壓力，二是物體間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。滾動(dòng)摩擦條件接觸面粗糙度材料性質(zhì)滾動(dòng)摩擦系數(shù)載荷大小溫度和濕度滾動(dòng)摩擦系數(shù)與影響因素接觸面越粗糙，滾動(dòng)摩擦系數(shù)越大。不同材料的滾動(dòng)摩擦系數(shù)不同，例如鋼與鋼之間的滾動(dòng)摩擦系數(shù)較小，而橡膠與鋼之間的滾動(dòng)摩擦系數(shù)較大。表示滾動(dòng)摩擦力與法向載荷之比，它的大小與接觸面的材料、粗糙度、硬度、溫度、濕度等因素有關(guān)。載荷增大時(shí)，滾動(dòng)摩擦系數(shù)通常減小。高溫和高濕度條件下，滾動(dòng)摩擦系數(shù)通常會(huì)增大。當(dāng)物體在另一物體表面滾動(dòng)時(shí)，可以近似認(rèn)為滾動(dòng)摩擦力等于法向載荷與滾動(dòng)摩擦系數(shù)的乘積。對(duì)于更精確的滾動(dòng)摩擦力計(jì)算，需要考慮接觸面的變形、粘附作用等因素，通常需要使用專業(yè)的力學(xué)分析軟件或?qū)嶒?yàn)方法進(jìn)行測(cè)量和計(jì)算。近似計(jì)算法精確計(jì)算法滾動(dòng)摩擦力計(jì)算方法05摩擦在工程中的應(yīng)用與案例分析制動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)系統(tǒng)密封件切削加工摩擦在工程中的應(yīng)用舉例在車輛、機(jī)械等制動(dòng)系統(tǒng)中，利用摩擦產(chǎn)生阻力，將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能，從而實(shí)現(xiàn)減速停車。在皮帶傳動(dòng)、鏈條傳動(dòng)等機(jī)械傳動(dòng)中，依靠摩擦傳遞動(dòng)力和扭矩。利用摩擦實(shí)現(xiàn)密封件的密封效果，如O型圈、油封等。在金屬切削加工中，刀具與工件之間的摩擦是實(shí)現(xiàn)材料去除的關(guān)鍵因素。剎車片與剎車盤的摩擦摩擦系數(shù)的變化摩擦熱量的處理汽車剎車時(shí)，剎車片與剎車盤之間產(chǎn)生摩擦，將車輛的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能，實(shí)現(xiàn)減速停車。隨著剎車片磨損和溫度變化，摩擦系數(shù)會(huì)發(fā)生變化，影響制動(dòng)性能。剎車過(guò)程中產(chǎn)生的大量摩擦熱需要及時(shí)散發(fā)，否則會(huì)導(dǎo)致剎車失效。案例分析：汽車剎車系統(tǒng)中的摩擦問(wèn)題80%80%100%案例分析：軸承中的滾動(dòng)摩擦問(wèn)題軸承中的滾動(dòng)體（如鋼球、滾子等）在滾道上滾動(dòng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生滾動(dòng)摩擦。為了減少滾動(dòng)摩擦，軸承中通常會(huì)加入潤(rùn)滑劑，形成一層油膜，減少滾動(dòng)體與滾道之間的直接接觸。長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中，滾動(dòng)體與滾道之間的摩擦?xí)?dǎo)致磨損，進(jìn)而影響軸承的精度和壽命。滾動(dòng)體與滾道的摩擦潤(rùn)滑劑的作用摩擦磨損與壽命06總結(jié)與展望摩擦力的產(chǎn)生機(jī)理詳細(xì)闡述了摩擦力產(chǎn)生的物理和化學(xué)機(jī)理，包括表面粗糙度、粘附力、變形等因素。摩擦對(duì)機(jī)械系統(tǒng)的影響分析了摩擦對(duì)機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)性能、穩(wěn)定性和壽命的影響，以及減小摩擦的措施。摩擦力的數(shù)學(xué)模型介紹了摩擦力的經(jīng)典模型，如庫(kù)侖摩擦模型、靜摩擦模型等，以及這些模型的適用范圍和局限性。摩擦現(xiàn)象的描述與分類介紹了摩擦現(xiàn)象的基本概念、分類及其在工程實(shí)際中的應(yīng)用。本章內(nèi)容總結(jié)01020304復(fù)雜環(huán)境下的摩擦行為研究：隨著工程技術(shù)的不斷發(fā)展，復(fù)雜環(huán)境下的摩擦行為研究將成為未來(lái)研究的熱點(diǎn)，如高溫、低溫、真空、輻射等極端環(huán)境下的摩擦特性研究。未來(lái)研究方向展望復(fù)雜環(huán)境下的摩擦行為研究：隨著工程技術(shù)的不斷發(fā)展，復(fù)雜環(huán)境下的摩擦行為研究將成為未來(lái)研究的熱點(diǎn)，如高溫、低溫、真空、輻射等極端環(huán)境下的摩擦特性研究。復(fù)雜環(huán)境下的摩擦行為研究：