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小車功率問題的延伸(摩擦部分)

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發(fā)表于 2013-4-23 16:04:13 | 只看該作者 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式
本帖最后由 zerowing 于 2013-4-23 16:37 編輯
' \) p% g0 B% B. e0 `3 r+ p, F" h" j3 R$ h% ~  Z0 g' _) K
之前的一個關于小車運行中消耗功率的問題引起熱議,。以致眾多大俠現(xiàn)身,。$ y8 T+ C; G1 P9 D2 U) _
不過這個問題還是有需要研究和指名的部分的。這里談一談,。4 k5 e7 w1 ~4 p( I
首先,,還原問題。
1 T9 W8 x; b( T; {: w5 Y1 Y8 Z整體質量:1500kg           勻速狀態(tài)運行速度:160m/min              接觸形式:鋼隊鋼滾動- v$ d) [% F( B2 `
其他條件:未知
0 R7 \+ O; E  Q( Q' W7 }(PS:當開始寫之后,,筆者才發(fā)現(xiàn),,光討論摩擦形式的問題,篇幅就很長了,因此決定分開來討論,。首先是摩擦形式的討論,。); Y: \" P, U3 C& H5 I' l
. Q% I  B* D+ r8 X% X5 P/ m
關于滾動摩擦和滑動摩擦* k1 K: J* j, c8 v5 y
  C- L) j, t2 K3 o% V1 Q( ~
首先,這里必須說明,,滾動摩擦和滑動摩擦的性質是不一樣的,。因此,把滑動摩擦定義為無限大曲率半徑下的滾動摩擦是不對的,。而且原則上講,,我們在談滾動摩擦的時候其研究前提就是純滾動無滑動。這一點請大家必須明確。5 u" F$ m7 B' i# A. E6 D  I
那么分開說:
! {+ V& Y( R9 m. |" \1 d滑動摩擦:滑動摩擦的三個要素點分別是:相對滑動,、接觸面擠壓,、存在表面粗糙度+ t! J$ r0 X0 O! K: q! @, a: a
; a8 u5 S' B* e" a: @
相對滑動:這里指出了滑動摩擦的性質,,滑動摩擦是一種被動力,,即只有先產(chǎn)生了相對運動,才有滑動摩擦,。換句話說,,滑動摩擦力永遠都是一個與運動方向相反的力,也就是永遠的阻力,。
9 ?6 l/ Q. e+ D: B% |: Q4 u1 t" l
" l* v+ ?  a: s% U接觸面擠壓:這里強調(diào)兩點,。一是兩物體接觸,不接觸無摩擦,。二是兩物體因為外力作用產(chǎn)生擠壓變形,。
4 [+ r* E" Z5 i7 {. B. y* ?
) y1 n9 w1 ]1 b" d  \9 a' h- m表面粗糙度:這個不做說明了。但是這里需要強調(diào)的一點是,,絕對光滑的表面不會產(chǎn)生滑動摩擦力,。這點切忌。
$ R/ D7 K1 P& o( j滑動摩擦力與接觸面積大小無關,、與物體運動速度無關,。9 }6 C/ c+ D6 ^

7 s( M5 X( ?1 D% [0 N1 Y
" S9 }# d8 n" S! `4 t
滾動摩擦:滾動摩擦力的實質是滾動體與接觸面因為產(chǎn)生擠壓變形,而形成的傾翻阻力,。(但不僅限于擠壓形變),。從本質上講,我們通常研究的滾動摩擦力是靜摩擦力的積分形式,,必須說明,,靜摩擦力在這里的作用是穩(wěn)定瞬心但也是產(chǎn)生傾翻阻力矩的原因,,這點上我與度娘百科的分歧很大,。滾動摩擦的三個要素點:接觸且擠壓、相對滾動(傾翻),、接觸面粗糙。+ l! X5 I% L7 o4 {; T/ n7 k
: I9 ]4 R- d% j9 u
相對滾動
(傾翻):這點是滾動與滑動的最大區(qū)分點。換句話說,滾動摩擦力是一種阻礙物體翻轉的力。他阻礙的是物體的滾動(翻轉)趨勢。而從另一個角度對比說。我們研究滑動摩擦,研究的是質點的力等效平移后的力平衡關系,。我們研究滾動摩擦,,研究的是物體的力等效平移后的力矩平衡關系。這是區(qū)別對待滑動摩擦和滾動摩擦的關鍵,。; K7 ^4 W# n5 ?& h0 |0 B* L

8 A4 h1 P; P- P, R4 S接觸且擠壓:雖然要素相同,,但是性質不同,�,;瑒幽Σ恋臄D壓力本身不產(chǎn)生阻礙運動的效果(正壓力與滑動摩擦力垂直),;滾動摩擦的擠壓產(chǎn)生阻礙水平運動的效果(支撐力必然產(chǎn)生水平分力,如附圖,。靜摩擦力產(chǎn)生反扭矩)。& ^: M, b2 m- }( m; ?* m6 V
- S' Y0 k- @8 j+ w& c7 f- c" G
接觸面粗糙:這個在前面有提到,。即,滾動摩擦產(chǎn)生的前提是存在靜摩擦,,因此需要接觸面粗糙,。這里特別指出:在光滑表面,,滾動的物體會停在原地轉動(但沒有水平位移),,而水平移動的物體會保持速度水平移動。這就是滾動摩擦力和滑動摩擦力的表象區(qū)別。3 t. i  ^/ R3 U5 o
, i4 c! c0 H% |  r$ J. g9 f
逍遙曾有一句話形容滾動摩擦,,我認為是很貼切的。就是“滾動摩擦可以看成是無限邊數(shù)的正多邊形滾動,。其滾動摩擦系數(shù)就是其單邊邊長的一半”,。這里請參考我附圖中的演變過程,。這也從一個側面證明,,滾動和滑動的產(chǎn)生機理不同,,不能把滑動摩擦看成是曲率半徑無限大的滾動摩擦
' |7 u' n" O- ]6 H* ~' r* r
! l& w7 l7 B0 {6 S* a0 e/ D3 h* E先說這么多,歡迎大家討論,。
( B; d+ I+ H/ x! b/ X(感謝鷹大的加分和點亮)

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逍遙處士 + 1
子子61961 + 1 專業(yè)精湛,,謝謝分享~
の小南灬 + 1 問題描述清楚,顯得很專業(yè),!
老鷹 + 30 問題描述清楚,,顯得很專業(yè),!

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  • · 收藏|主題: 244, 訂閱: 25
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 樓主| 發(fā)表于 2013-4-23 16:04:56 | 只看該作者
抱歉:占二樓以作數(shù)據(jù)計算掩飾欄,。請見諒,。

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抱歉,各位,,天很晚了,。關于演示計算和功率計算的部分,明天回來補上,。  發(fā)表于 2013-4-23 16:12
3#
發(fā)表于 2013-4-23 16:28:40 | 只看該作者
搬板凳聽老師講課~附帶賣瓜子花生礦泉水爆米花% r* g0 [, W4 c/ N; ]. L
大學學的好多都還給老師了~哎~) r! G6 s" \( t2 N
==================
# c- y, [9 d; \) N3 _, }2 q* CPS:老師~圖片有點模糊,放大了看不清楚~

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呵呵,,別這么喊。明天吧,,現(xiàn)在的圖是網(wǎng)上截下來的,。本身就不清楚。明天我從新畫兩張換上,。  發(fā)表于 2013-4-23 16:31
4#
發(fā)表于 2013-4-23 17:17:18 | 只看該作者
很好的一堂摩擦學課,,通俗易懂!看完下課,。,。。,。,。。
5#
 樓主| 發(fā)表于 2013-4-24 10:29:34 | 只看該作者
由于時間間隔問題,,已經(jīng)不能更改原帖內(nèi)容,,現(xiàn)在把新圖補上。
( f) G4 w; m* p( V* e

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autocad  發(fā)表于 2013-6-20 08:45
受教,我學的也是摩擦方向,,受教,。想問一下樓主,受力分析圖是用什么軟件畫的,?AUTOCAD,?  發(fā)表于 2013-6-20 08:42
呵呵,我要去教學生估計得誤人子弟,。哈哈  發(fā)表于 2013-4-26 04:21
樓主是大學教師嗎,?怎么感覺你的理論基礎很強。  發(fā)表于 2013-4-25 15:56
6#
發(fā)表于 2013-4-24 10:55:05 來自手機 | 只看該作者
很奇怪你的滾動摩擦系數(shù)是其單邊邊長的一半這個結論是從哪里來的

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請參考后面的翻轉多變形推演圖,。  發(fā)表于 2013-4-24 13:42
7#
發(fā)表于 2013-4-24 11:06:10 | 只看該作者
看來還要加深內(nèi)功啊,。
8#
發(fā)表于 2013-4-24 16:50:02 | 只看該作者
細節(jié)是比較后要的,小中見大啊
9#
發(fā)表于 2013-4-25 21:12:18 | 只看該作者
呵呵,坐等后文,。,。。

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最近比較忙,,看樓后文得等兩天了,。呵呵  發(fā)表于 2013-4-26 04:22
10#
發(fā)表于 2013-4-27 08:32:11 | 只看該作者
本帖最后由 子子61961 于 2013-4-27 09:34 編輯
+ s7 B" }! |" L" c7 O5 y* B9 p3 s3 L0 N$ h; A$ _6 L" \
頂一下。謝謝樓主的熱心分享~8 N& `, G  B3 F/ U0 M  ~% H, |& k

2 n9 I6 F) E+ K/ ^樓主提到的多邊形近似,,非常形象,,第一次接觸。1 X4 T0 e4 {0 G( q" f5 |) s

. a3 r  i- j2 o' w  n; l以前在書店里看到過摩擦學的書,,翻了幾次,,感覺挺難的。
+ L+ b- `: X5 i6 D, x6 q
) K6 e, }2 e* c% E& R

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摩擦學其實挺深的  發(fā)表于 2013-4-27 08:55
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