静力学-摩擦.ppt

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1、第四章摩擦1第四章摩擦§4–1引言§4–2滑动摩擦§4–3考虑摩擦时的平衡问题§4–4滚动摩擦习题课2静力学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]第四章摩擦§4-1引言平衡必计摩擦3静力学一、为什么研究摩擦?二、怎样研究摩擦,掌握规律利用其利,克服其害。三、按接触面的运动情况看:摩擦分为滑动摩擦滚动摩擦4静力学1、定义: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。(就是接触面

2、对物体作用的切向约束反力)2、状态:①静止:②临界:(将滑未滑)③滑动:§4-2滑动摩擦一、静滑动摩擦力(翻页请看动画)所以增大摩擦力的途径为:①加大正压力N,②加大摩擦系数f(f—静滑动摩擦系数)(f'—动摩擦系数)5静力学6静力学二、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'只与材料和表面情况有关,与接触面积大小无关。)3、特征:大小:(平衡范围)满足静摩擦力特征:方向:与物体相对滑动趋势方向相反定律:(f只与材料

3、和表面情况有关,与接触面积大小无关。)7静力学三、摩擦角:①定义:当摩擦力达到最大值时其全反力与法线的夹角叫做摩擦角。翻页请看动画②计算:8静力学9静力学四、自锁①定义:当物体依靠接触面间的相互作用的摩擦力与正压力(即全反力),自己把自己卡紧,不会松开(无论外力多大),这种现象称为自锁。当时,永远平衡(即自锁)②自锁条件:10静力学摩擦系数的测定:OA绕O轴转动使物块刚开始下滑时测出a角,tga=f,(该两种材料间静摩擦系数)(翻页请看动画)③自锁应用举例11静力学12静力学13静力学§4-3考

4、虑滑动摩擦时的平衡问题考虑摩擦时的平衡问题,一般是对临界状态求解,这时可列出的补充方程。其它解法与平面任意力系相同。只是平衡常是一个范围(从例子说明)。[例1]已知:a=30º,G=100N,f=0.2求:①物体静止时,水平力Q的平衡范围。②当水平力Q=60N时,物体能否平衡?(翻页请看动画)14静力学15静力学解:①先求使物体不致于上滑的图(1)16静力学同理:再求使物体不致下滑的图(2)解得:平衡范围应是17静力学[例2]梯子长AB=l,重为P,若梯子与墙和地面的静摩擦系数f=0.5,求a多

5、大时,梯子能处于平衡?解:考虑到梯子在临界平衡状态有下滑趋势,做受力图。18静力学注意,由于a不可能大于,所以梯子平衡倾角a应满足19静力学由实践可知,使滚子滚动比使它滑动省力,下图的受力分析看出一个问题,即此物体平衡,但没有完全满足平衡方程。Q与F形成主动力偶使前滚§4-4滚动摩擦出现这种现象的原因是,实际接触面并不是刚体,它们在力的作用下都会发生一些变形,如图:20静力学此力系向A点简化①滚阻力偶M随主动力偶(Q,F)的增大而增大;②有个平衡范围;滚动摩擦③与滚子半径无关;④滚动摩擦定律:,

6、d为滚动摩擦系数。滚阻力偶与主动力偶(Q,F)相平衡(翻页请看动画)'d21静力学22静力学滚动摩擦系数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。③d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。'd23静力学第四章《摩擦》习题课本章小结一、概念:1、摩擦力----是一种切向约束反力,

7、方向总是与物体运动趋势方向相反。a.当滑动没发生时F

8、。(只有在摩擦力是待求未知数时,可以假设其方向)2、由于摩擦情况下,常常有一个平衡范围,所以解也常常是力、尺寸或角度的一个平衡范围。(原因是和)26静力学四、例题[例1]作出下列各物体的受力图27静力学[例2]作出下列各物体的受力图①P最小维持平衡②P最大维持平衡状态受力图;状态受力图28静力学[例3]构件1及2用楔块3联结,已知楔块与构件间的摩擦系数f=0.1,求能自锁的倾斜角a。解:研究楔块,受力如图29静力学[例4]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

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