动滑动摩擦因数的测试与应用

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1、杜锦才等:动滑动摩擦因数的测试与应用第I期动滑动摩擦因数的测试与应用口;{;斗杜锦才黄灵仙(浙江大学机械与能源工程学院，杭州310027)(浙江大学材料与化工工程学院，杭州310027)王树龙庄表中(浙江长兴化工总厂，长兴313100)(浙江大学机械与能源工程学院.杭州310027)摘要导出动滑动摩擦因数的计算公式，用自制的动态智能所不.则有测试仪，可测试各种物料之间的动滑动摩擦因数，以不同的(l)衬衫面料与不同的西装夹里之间的动滑动摩擦因数的测试为F-Y一。;。一、coo(z)例，介绍其测试原理、测试仪器和测试方法.艺X一。a;ma一，gsin0一FNfa关钮词

2、动滑动摩擦因数，测试，智能测试仪1引盲”气动滑动摩擦因数，即动滑动摩擦力与正压力的比值，是表征两物体在单位正压力下相互间摩擦力大小的一个因数.摩擦是一种极其复杂的物理一力学现象，至今尚未建立起完整的理论.近似的说法一般认为摩攘产生的原因是(1)接饥夕sin0触面的凹凸不平;(2)接触面间的分子吸引力[hl它不仅与物体的材质、表面祖秘度有关，而且与物体间的相对运动速了度、接触面积、环境的湿度等均有一定的关系.摩擦的定律是法国科学家库仑干1781年建立的.它是一个近似定律，其简单的表示式子远远不能反映出摩擦的复杂性121.由于其机理复杂且具有上述诸多相关因数，动滑动摩

3、擦因数只能是图2物体的受力分析图一个实验值，确切地说理论上是无法计算的，只有通过实验将式(1)代入式(2)得计算动滑动摩擦因数的第一种表的方法来获得一个近似的数值范围.不同材料(或同种材料)达式13I之间的动滑动摩擦因数，由于它在数值上与静摩擦因数存在fd=tgo一(3)一定的差异、因此不能随便地用简单的静止的方法来获取动gCos0滑动摩擦因数，而必须在其作相对运动时，用准确的测量方从这第一种表达式可见，只要能测试得到平均加速度a，就法以获得比较精确的实验结果.可以知道动滑动摩擦因数九.2动滑动康擦因数计算公式的推导3智能仪器简介3.1系统的组成似设质量为m的物体

4、沿斜面滑下，斜面的倾角为0,根据摩擦因数求解原理，我们利用光电技术和单片机原如图1所示.理自行设计开发了一套动滑动摩擦因数智能测试系统，其结构示意图如图3所示图I质量为。的物体从斜面淆下示意图图3动滑动廉擦因数脚能测试系统又设物体经过第一门槛线L:的速度为。，，经过第二它由智能加速度测试仪C,角度0可调的斜面滑板B门槛线LZ的速度为。2、以沿着斜面向下的方向为二轴方和带有恒距离挡光片的滑块A组成.在斜面滑板B上安装向，垂直于斜面向上的方向为Y轴方向，其受力分析如图2有光电门电路装置L1、L2.2002-03-15收到第1稿，2002-0"s收到修改摘万方数据与实践

5、2003年第25卷64力学擦因数的表达式3.2测，原理当滑块A从滑板B的上端自由滑下时，光电测试仪v2一vi介=tg0一(5)C会自动测定并存储运动滑块上的两条挡光片通过光电门19Ot4COS0时的第一次挡光与第二次挡光的时间间隔Ot1和通过光电As(At，一么t2)门2时的第一次挡光与第二次挡光的时间间隔Ot2，以及fd=tg0一(6)g11t1At2Atecos0运动滑块从第一光电门到第二光电门所经历的时间间隔At,以上式(3)、式(5)，式(句均可用来计算动滑动摩擦因数.(以各光电门第一次被挡光的时刻计)根据两挡片之间的距离参数AS即可通过智能测试仪计算出滑

6、块上两挡片通过不同的参数，用不同的计算公式进行计算.第个光电门时的平均速度V,=AS/At;和通过第二个光4测试方法与步骤电门时的平均速度V2=A5/Ot2.由于At，和At2均很4.1测试准备小，我们可以近似地认为在该段时间内物体作匀加速运动，将待测试的两种面料分别固定于滑块A和滑板B上，把At:时间内的平均速度△S/Ot1近似为△t上/2时刻的并使其平整且不要拉得太紧;调节斜面的倾角，并使其保持瞬时速度v1;把△t2时间内的平均速度△习At:近似为一定的倾角口以便保证滑块能以适当的加速度下滑;接通系At2/2时刻的瞬时速度v2"而且从。1增加到v2所需时间统电

7、源根据说明书设置测试仪使其处于待测状态.修正为Ota=(At，一△t1/2+Ate/2)，因为根据加速度定义，在At;时间内的平均加速度为4.2测试并记录数据测试时、让滑块A沿酬面导轨B自由地「滑至左侧a=(。:一。1)/Ot4(4)底部.智能测试仪将自动记录过程参数并可显示出△t,、根据测得的<)t1，At2，Ot4和预先输入的挡光片间隔OSvt2、Ot3、At4，v1、tit、a等参数-的值(AS=50mm)，经智能测试仪记录、运算并显示之，我们对“美丽绷”、“羽纱”、“尼龙纱”等三种西装夹可自动得到v1，v2和a等参数.里和“杭纺”、“棉布”等两种衬衫面料间

8、的动滑动摩