工程力学 第5章 考虑摩擦的平衡问题.pptVIP

1 滚动摩擦系数 d 的说明： ①有长度量纲，单位一般用mm,cm； ②与滚子和支承面的材料的硬度和温度有关。 ③ d 的物理意义见图示。 根据力线平移定理，将N和M合成一个力N ， N=N 从图中看出，滚阻力偶M的力偶臂正是d（滚阻系数），所以，d 具有长度量纲。 由于滚阻系数很小，所以在工程中大多数情况下滚阻力偶不计，即滚动摩擦忽略不计。 d 1 例题 [例1] 作出下列各物体 的受力图 1 [例2] 作出下列各物体的受力图 ① P 最小维持平衡 ② P 最大维持平衡 状态受力图； 状态受力图 1 [例3] 已知：B块重Q=2000N，与斜面的摩擦角j =15°，A块与 水 平面的摩擦系数f=0.4，不计杆自 重。 求：使B块不下滑，物块A最小 重量。 解：①研究B块，若使B块不下滑 1 ②再研究A块 1 [练习1] 已知：Q=10N， f 动 =0.1 f 静 =0.2 求：P=1 N; 2N, 3N 时摩擦力F？ 解： 所以物体运动：此时 （没动，F 等于外力） （临界平衡） （物体已运动） * 第五章 摩 擦 1 前几章我们把接触表面都看成是绝对光滑的，忽略了物体之间的摩擦，事实上完全光滑的表面是不存在的，一般情况下都存在有摩擦。 [例] 引言 平衡必计摩擦 ? 摩擦的分类： 根据接触面的物理性质： 干摩擦—固体对固体的摩擦； 湿摩擦—流体相邻层之间由于流速 的不同而引起的切向力。 摩擦： 当两个物体产生相对运动或具有相对运动趋势时，在其接触处会产生一种阻止相对运动或相对运动趋势的效应，这种效应便是摩擦 摩擦 滑动摩擦 滚动摩擦 静滑动摩擦 动滑动摩擦 静滚动摩擦 动滚动摩擦 根据接触物体的运动情况: FP FP mg FN F 由：?Fx=0 FP－F=0 F = FP 物体平衡时： 讨论： 1、当FP=0 时，F=0； 2、当0＜FP≤Fpmax（使物体运动的临界值） F = FP 物块仍静止 此时物体受到的摩擦力为静滑动摩擦力 当F = Fpmax时，F=Fmax 最大静摩擦力 §5-1 摩擦力的性质和滑动摩擦定律 摩擦力：相接触物体，产生相对滑动（趋势）时，其接触面 产生阻止物体运动的力叫滑动摩擦力。 这一规律称为静滑动摩擦定律，或库仑定律。 F max = fs FN fs称为静滑动摩擦系数 FP W F FN F FP O 45° Fmax Fd 运动状态 静止状态 临界状态 FP逐渐增大，物体开始沿力FP方向滑动。同时Fmax突然变至动滑动摩擦力Fd ,若FP再增加，则F基本保持为常值Fd 临界平衡状态：物体处于即将滑动、但尚未滑动的状态称为临界平衡状态 研究表明：最大滑动摩擦力的方向与相对滑动的趋势相反，其大小与相接触的两物体间的正压力成正比，即： F FP O 45° Fmax Fd 运动状态 静止状态 临界状态 由图可知：当FP继续增大时，接触面再也不能维持物体的平衡，物体就会沿切线方向产生运动，这时的摩擦力 不足以阻止物体的滑动趋势，而只能起阻碍物体的相对滑动的阻力作用，称之为滑动摩擦力，用F`表示。实验证明，动滑动摩擦力的方向与物体相对滑动的方向相反，大小与相接触面的正压力成正比 F`=f`N f`称为动滑动摩擦系数 这一规律称为动滑动摩擦定律。 F FP O 45° Fmax Fd 运动状态 静止状态 临界状态 静止状态 — F＝FP＜F max 运动状态 — F＝Fd 临界状态 — F＝F max = fs FN 一般静摩擦力的值： 0 ≤ F≤Fmax 1 动滑动摩擦力：（与静滑动摩擦力不同的是产生了滑动） 大小： （无平衡范围） 动摩擦力特征：方向：与物体运动方向相反 定律： （f d只与材料和表面情况有 关，与接触面积大小无关。）