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机械电子工程毕业论文范文

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机械电子工程毕业论文范文篇1

浅析机械系统中摩擦模型

1引言

在大自然界中摩擦无处不在，摩擦作为非线性物理现象的一种并

存在于两运动物体之间，在日常生活中，有些摩擦是有利的，比如人

和车辆在路上行走，还有日常生活中的夹持、切割、洗刷等，机械设

备中的摩擦压力机、摩擦离合器、摩擦传动机、摩擦自动装置等，但

在机械系统中摩擦受各种因素的影响会对机械的精密系统运动带来不

良影响。为了消除摩擦带来的不良影响，技术人员也运用了不同的方

法来进行改善，也在其中运用了摩擦模型的补偿技术。目前，技术人

员也建立了多种摩擦模型，每种摩擦模型都各具特点，要想在实际使

用中发挥良好的效果，就务必要掌握各种模型的适用范围、构成原理

和自身特点。本文就对机械系统中的摩擦模型进行了阐述。

2摩擦现象分析

摩擦现象是两个运动物的接触面之间存在的切向作用力，在现实

生活中，有很多的因素都会产生摩擦现象，比如润滑情况、速度、两

物体表面的接触情况、滑动速度的情况等。技术人员也对摩擦现象进

行了研究，根据各种实验的研究结果也对摩擦现象的本质有了一定的

了解，下文对生活中比较常见的摩擦现象进行分析。

2.1库伦摩擦

库伦摩擦是运行摩擦中比较典型的摩擦现象，也是较早进行研究

的一种物理运动，库伦摩擦力的大小是由两运动物之间的接触面积来

决定的，库伦摩擦与运动方向是反比的关系，但库伦摩擦会随着法向

荷载的变化而发生改变，速度幅值的变化不会对库伦摩擦造成任何影

响。

2.2粘性摩擦

两接触物之间流性物的粘性大小决定了粘性摩擦力的大小，两物

体的运动速度和粘性摩擦是正比关系，运动物的速度值和粘性摩擦力

的速度值是相等的。

2.3Stribeck摩擦

Stribeck摩擦也可叫做Stribeck，低速区域的摩擦行为就是用

Stribeck来进行定义的，Stribeck摩擦是稳态速度函数的一种，

Stribeck摩擦和物体运动速度是反比关系，具体表现是：物体运动速

度增加，Stribeck摩擦力会下降。

2.4静摩擦力

静摩擦力是普遍存在自然界之中，静摩擦力具体是来描述两物体

从静止到运动这一过程中所需力的大小，静摩擦力的大小是由两物体

之间的力来决定的，而两物体之间的相对速度对静摩擦力没有任何影

响，静摩擦力与库伦摩擦力相比，静摩擦力值要大于库伦摩擦力值。

2.5顶滑动位移

顶滑动位移是当两个物体发生接触时，如果两物体之间的最大静

摩擦力大于两物体的外力，那么两物体的接触面就会出现位移现象，

这种位移的变化是很小的。顶滑动位移现象和弹簧是非常相似的，顶

滑动位移的摩擦力不能用速度函数来描述，因为它是一种位移函数。

2.6摩擦滞后

摩擦滞后也可叫做摩擦记忆，它是描述摩擦力改变滞后和两物体

相对滑动速度变化的情况，其中两物体的滑动速度和摩擦力会形成迟

滞环，当滑动速度降低时，摩擦滞后值会小于加速时的摩擦滞后值，

其中的迟滞环的宽度和速度值是正比关系。

3摩擦模型

摩擦模型一般分为静态摩擦模型和动态摩擦模型两大类，其中的

静态摩擦模型把摩擦力用两物体相对速度的函数来进行描述，从而对

静态模型进行了诠释。而静摩擦模型的建模在静摩擦界面中是没有运

动的，单从力学角度来分析，静擦模型在法向和切向上的接触都是属

于柔性的;动态模型是把摩擦力用两物体相对速度和位移函数来进行描

述，这样一来不仅能对摩擦的静态特征进行描述，还能对动态特征进

行描述，所以动态摩擦模型能较为全面的描述两物体界面中的摩擦状

态。

3.1库伦模型

技术人员依据大量的实验结果印证得出，库伦模型的摩擦力会随

着法向荷载的变化而发生改变，但与两物体的运动方向是呈反比关系，

与两物体的速度变化值无关。库伦摩擦模型是较早来进行描述摩擦模

型的一种模型，库伦模型的摩擦力是用速度方向函数来进行描述的，

所以，库伦模型的表达也在一定程度上受到了限制，并且只能对两物

体的摩擦力在运动速度大于零时进行描述，倘