振动减阻机理及其影响因素分析.pdf

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1、应用与试验2013年第3期(第26卷，总第125期)·机械研究与应用·振动减阻机理及其影响因素分析姜中舰，张毅，张也，唐珊，龚彦(1．西南石油大学，四川成都610500；2．四川宏华石油设备有限公司，四川成都610000)摘要：通过简单的理论对纵向振动和横向振动两种振动方式的减阻机理及减阻效果进行了研究，给出了减阻效果与振动参数之间的定量关系，并简单讨论了该模型的应用范围。关键词：纵向振动；横向振动；滑动摩擦力；库伦模型中图分类号：TH12文献标志码：A文章编号：1007—4414(2013)03-0070—03AnalysisoftheM

2、echanismofFrictionReductionCausedbyVibrationanditsInfluencingFactorsJIANGZhong-jian，ZHANGYi，ZHANGYe，TANGShan，GONGYan(．SouthwestPetroleumUniversity，ChengduSichnan6105O0，China；2．SichuanHonghuaPetroleumEquipmentCo．，Ltd，ChengduSichuan610000，China)Abstract：Themechanismandtheeff

3、ectoffrictionreductionoflongitudinalvibrationortransversevibrationarestudiedbasedonsimpletheory．Thequantitativerelationbetweentheeffectoffrictionreductionandvibrationparametershasbeengiven，andtheapplicationrangeofthemodelisdiscussed．Keywords：longitudinalvibration；transvers

4、evibration；slidingfrictionforce；coulombfrictionl引言期中，物体A受到的摩擦力方向始终与其滑动方向在过去的30多年里，振动对物体表面间摩擦力相同或者相反，不存在夹角关系。纵向振动减阻机理的影响已逐渐被人们所了解。不仅从实验上对此现模型可以由图1来描述。象进行了大量研究，也尝试将该现象投入实际应用。已经有学者通过实验并用理论验证了接触面间摩擦力和振动之间存在着双向作用关系。一方面，摩擦在机械系统中可能是振动的来源，例如机械系统中的粘F(滑现象¨。另一方面，作用在系统中的高频小幅振动也可显著改变系统

5、中摩擦力的大小甚至方向。文图1纵向振动减摩模型示意图(模型一)献[2-3]用实验证明了超声振动能够减少接触面间的阻力，并给出了摩擦力与振动频率间的关系。文献在图1所示的模型中，假设物体A以恒定运动[4]对法向振动减阻现象进行了实验研究，并对法向速度在基体B上向右滑动，若基体B静止，则物体振动减阻现象给出了定性的解释。但以上文献都没A所受到的摩擦力与其运动方向相反，即摩擦力方向有对振动参数对摩擦力的影响给出定量分析，笔者尝向左。在此基础上，若基体B作与物体A的运动方试用简单的理论来解释纵向振动及横向减阻机理，并向共线的简谐振动(假设其瞬时运动

6、速度为V(t)，定量研究振动参数对摩擦力大小的影响。振动幅值为a，角频率为∞，则V(t)：awsin(tot))，2振动减阻机理研究则当基体B的瞬时速度V(t)大于物体A的滑动速根据振动方向与接触面法线方向的不同，振动减度时，物体A受到的摩擦力方向将会发生改变，即阻现象可以分为切向振动减阻，横向振动减阻，和法与A的实际运动方向相同，在图1中所示为方向向向振动减阻。本文假设物体受到的摩擦力为库伦摩右。由上述的简单分析可知，若要达到“减阻”的效擦，且仅阐述切向振动，横向振动的减阻机理，并给出果，则基体B的最大运动速度a60(即速度振幅)需要其振

7、动参数与摩擦阻力之间的定量关系。大于物体A的恒定滑动速度。在一个完整的振动2．1纵向振动导致摩擦阻力变化周期中，由于接触力和摩擦系数均没有改变，根据库所谓纵向振动，即物体A的滑动方向和基体B伦摩擦定律，物体A所受到的摩擦力的大小是不的振动方向是共线的，因此在基体B的每个振动周变的，但是摩擦力的作用方向是周期性变化的，在一收稿日期：2013一o4—16作者简介：姜中舰(1987一)，男，四川成都人，在读硕士，研究方向：石油天然气装备。·70··机械研究与应用·2013年第3期(第26卷，总第125期)应用与试验个周期内对物体A受到的平均摩擦力

8、做如下分析。受到的时均摩擦力不会有任何减小。物体A所受到物体A的恒定滑动速度，基体B的瞬时运动的摩擦力将随着aw／比值的增大而迅速减小，当基速度V(t)，物体A受到的摩擦力F(t