振动引起的界面切向相对运动对摩擦的影响

摘要

为了研究接触界面振动对摩擦的影响,自主设计实验装置,以在振动台上匀速滑动的滑块为对象,采用理论与实验相结合的方法,分析法向振动和切向振动引起界面切向运动减摩的机理。实验结果表明,振动台的法向振动和切向振动经常同时存在。当界面振动,且滑块与振动台之间的切向相对速度方向不变时,滑块受到的平均滑动摩擦力与无振动时相同,没有减摩作用;当滑块与振动台之间切向相对速度的方向发生周期性变化或存在stick-slip(黏滑)时,与无振动时相比,滑块的平均滑动摩擦力有明显的减摩作用。根据Coulomb摩擦定律建立动力学模型进行仿真,仿真结果与实验结果非常吻合,说明在界面运动为已知的条件下,Coulomb摩擦模型能够反映界面间的摩擦作用。实验和仿真结果表明,当法向振动和切向振动同时存在时,振动引起的界面切向相对运动造成摩擦力方向的周期性变化或stick-slip是减摩的主要原因。