系统动力学对摩擦阻力的影响：来自离散模型的见解
材料科学
2015-11-03 v1 混沌动力学
摘要
为了考察系统动力学对滑动摩擦的影响，我们引入了所谓的微行走机 (micro-walking machine)。该模型由一个刚体和若干弹性接触点组成，由恒速移动的基座牵引。系统在刚性基底上以干摩擦滑动。刚体转动与平动的运动学耦合导致接触点上法向和切向力变化。在某些参数范围内，这导致垂直方向的自激振荡。出现一种特定的动态模式，其特征是低甚至零法向力与快速向前运动之间的强相关性。此效应被称为微行走 (micro-walking)。除实验台架外，我们采用数值积分和广泛的参数研究进行分析。理论上，摩擦阻力的降低可达 98%。这些结果被实验证实，其中最大降低为 73%。我们的模型表明，微振动对表现出明显平滑滑动的系统的摩擦阻力的动态影响起着重要作用。临界参数范围的识别使得能够通过调整几何和刚度等属性来系统控制摩擦阻力。此外，可以推导出关于如何设计摩擦学测试台架以获得可靠结果的指导方针。
引用
@article{arxiv.1511.00162,
title = {The influence of system dynamics on the frictional resistance: insights from a discrete model},
author = {Robbin Wetter and Valentin L. Popov},
journal= {arXiv preprint arXiv:1511.00162},
year = {2015}
}