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第43 卷 第 1 期 力 学 进 展 Vol. 43 No. 1 2013 年 1 月25 日 ADVANCES IN MECHANICS Jan. 25, 2013 机械系统摩擦动力学研究进展 † 丁 千 翟红梅 天津大学力学系, 天津 300072 摘 要 摩擦环节对机械系统动力学行为有重要、甚至可能是关键的影响 深入研究摩擦及摩擦动力学特点 对于解决机械系统中摩擦带来的不利影响 发挥其有利作用 是非常重要的 本文介绍和评述了机械系统摩擦 动力学的研究进展 包括常用的摩擦模型及其特性 摩擦系统自激振动、强迫振动和摩擦振动控制等 除理论 研究方法之外 重点讨论了制动噪声振动、摩擦耗能和多领域摩擦振动控制等摩擦动力学的应用研究 关键词 机械系统 摩擦 自激振动 制动噪声 摩擦耗能 振动控制 中图分类号 文献标识码 文章编号 引 言 力模型, 后来出现了构件干摩擦阻尼设计研究, 包 括各类梁、板、柔性转子等含摩擦的结构. 例如在 摩擦是自然界普遍存在的现象, 引起的振动 叶轮机械发展过程中, 利用干摩擦阻尼器进行叶 广泛存在于人们生活和工程实际中. 在汽车轮胎、 - 片减振 . 随着科学技术的发展, 人们对结构、 离合器、刹车片、弓弦乐器和各种阻尼器的工作 机械和各类装备的动力学性能的要求也随之提高, 中, 摩擦发挥了有利的作用. 但摩擦引起的异常振 对摩擦导致的系统动力行为的深入了解, 是满足 动、颤振和噪声等, 也会对机械的正常工作造成不 这一要求的重要基础. 利影响. 因此摩擦动力学研究有着非常重要的理 干摩擦动力学行为属于非光滑动力学的范畴. 论和实际意义. 非光滑动力系统研究涉及机械、航空航天、控制、 摩擦现象十分复杂, 按摩擦副的不同情况分 电力和神经网络等许多领域, 是一个年轻且活跃 的研究分支. 接触碰撞、摩擦和开关控制等是动 类为滑动、滚动摩擦, 静、动摩擦, 干、湿摩擦等 . 滑动摩擦力作用于相对滑动 (趋势) 物体接触面的 力学非光滑的主要来源, 导致系统产生特有的动 切线方向, 滚动摩擦是物体接触部分发生形变时 力学现象, 如擦切分岔、边界碰撞及运动规律突变 产生的阻力矩. 车辆行驶中, 要求轮胎与地面之间 等. 既不能打滑, 滚动阻力也不能太大, 因此采用有一 近几十年来, 机械系统的摩擦动力学研究取 定形变的充气橡胶轮胎, 提供足够的滑动摩擦力, 得了可观的成果, 也有许多很好的专著和综述文 章- . 结合作者的工作, 本文从摩擦特点和摩擦 并尽量减小滚动摩擦阻力. 在以硬质金属材料组 力模型、摩擦系统自激振动和强迫振动等方面, 综 成的机械系统中, 滚动摩擦的影响一般很小. 干摩 述机械系