理论力学摩擦课件.ppt

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1、Friday,August27,2021理论力学THEORETICALMECHANICSFriday,August27,20214摩擦前面几章我们把物体的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，有时摩擦还起着决定性的作用。平衡必须要考虑摩擦力例：P2FAFSAP1FBFSB摩擦研究摩擦的任务：摩擦的分类:2.按照接触面的润滑情况分：干摩擦和湿摩擦。1.按照接触物体之间的运动情况分：掌握摩擦的规律，尽量利用摩擦有利的一面，同时尽量减少或避免它不利的一面。摩擦对人类的日常生活和生产实践

2、，既有有利的一面，也有不利的一面。摩擦滑动摩擦和滚动摩阻。4摩擦4.1滑动摩擦4.2考虑摩擦时物体的平衡问题4.3滚动摩阻4摩擦4.1滑动摩擦4.1滑动摩擦一、静滑动摩擦力及最大静滑动摩擦力Fs—静滑动摩擦力，简称静摩擦力。当主动力达到一定数值时，物块处于平衡的临界状态。这时静摩擦力达到最大值，称为最大静滑动摩擦力，简称最大静摩擦力，以Fmax表示。PFNFNPF1Fs物块仅有相对滑动趋势，物块仍静止不动。当F1不很大时，静摩擦力的大小随主动力的增大而增大，但不是无限增大。4.1滑动摩擦综上所述可知，静摩擦力的大小随主动力的情况而改变，但介于零和

3、最大值之间，即实验表明：最大静滑动摩擦力的大小与两物体间的正压力(即法向约束力)成正比，即fs是比例常数，称为静摩擦因数。上式称为静摩擦定律，又称为库仑摩擦定律。是工程中常用的近似理论。4.1滑动摩擦静摩擦因数的大小需由实验测定。它与接触物体的材料和表面情况(如粗糙度、温度和湿度等)有关，而与接触面面积的大小无关。静摩擦因数的数值可在工程手册中查找。书中表4-1中列出了一部分常用材料的静摩擦因数。但影响静摩擦因数的因素很复杂，如果需要比较准确的静摩擦因数的数值时，必须在具体条件下进行实验测定。4.1滑动摩擦二、动滑动摩擦力物体开始滑动实验表明：动

4、摩擦力的大小与接触物体间的正压力成正比，即一般情况下，动摩擦因数小于静摩擦因数，即f

5、小摩擦和磨损。三、摩擦角全约束力与法线间的夹角的最大值φf称为摩擦角。AφAAφfφfφfFRA—全约束力FsFNFNFmaxFRAFRA4.1滑动摩擦四、自锁现象物块平衡时，所以，全约束力必在摩擦角之内。由此可知：FRAFR1.如果作用于物块的全部主动力的合力FR的作用线在摩擦角φf之内，则无论这个力怎样大，物块必保持静止。这种现象称为自锁现象。4.1滑动摩擦FRAFR2.如果作用于物块的全部主动力的合力FR的作用线在摩擦角φf之外,则无论这个力怎样小，物块一定会滑动。4.1滑动摩擦利用摩擦角的概念，可以用一个简单的试验方法，测定静摩擦因数。F

6、RAP4.1滑动摩擦斜面的自锁条件：斜面的倾角小于或等于摩擦角，即4.1滑动摩擦斜面的自锁条件就是螺纹的自锁条件。PFRA因为螺纹可以看成为绕在一圆柱体上的斜面。螺纹升角　就是斜面的倾角。螺母相当于斜面上的滑块A，加于螺母的轴向载荷P，相当物块A的重力。要使螺纹自锁，必须使螺纹的升角　小于或等于摩擦角　。即4.1滑动摩擦为保证螺旋千斤顶自锁，一般取螺纹升角。若螺旋千斤顶的螺杆与螺母之间的摩擦因数为，则得F4.1滑动摩擦4.2考虑摩擦时物体的平衡问题4摩擦4.2考虑摩擦时物体的平衡问题考虑摩擦时，求解物体平衡问题的步骤与前几章所述大致相同，但有如下

7、的几个特点：1．分析物体受力时，必须考虑接触面切向的摩擦力Fs。2．列补充方程，即3．由于物体平衡时摩擦力有一定的范围，即所以有摩擦时平衡问题的解亦有一定的范围，而不是一个确定的值。θF1max解：取物块为研究对象。解得xy例：物体重为P，放在倾角为θ的斜面上，它与斜面间静摩擦因数为fs。当物体处于平衡时，试求水平力F1的大小。先求力F1的最大值。FmaxPFN4.2考虑摩擦时物体的平衡问题xy再求力F1的最小值。综合上述两个结果可知：F1必须满足如下条件θF1minF'maxF'NP4.2考虑摩擦时物体的平衡问题φfθ本题也可以利用摩擦角的概念

8、，使用全约束力进行求解。φfθθ+φfθ-φfθF1maxθF1minPFRPFRF1maxF'RPF1minF'RP求力F1的最小值。