理论力学静力学部分第四章摩擦课件

1、理论力学静力学部分第四章摩擦本章我们将学习什么内容1 滑动摩擦2 摩擦角和自锁现象3 滚动摩阻的概念4 摩擦平衡问题第 4 章 摩擦第4章 摩擦 摩擦的分类根据相对运动的类型,摩擦可以分为以下两种1) 滑动摩擦2) 滚动阻碍第4章 摩擦 摩擦的实验曲线平衡加上主动力FT 极限状态移动画出摩擦力FS 和主动力FT 的关系图，如下页摩擦力的方向 与刚体的相对运动或相对运动趋势相反第4章 摩擦 摩擦的实验曲线临界点静摩擦力动摩擦力第4章 摩擦 静止平衡时的摩擦力临界点静摩擦力动摩擦力静止平衡状态第4章 摩擦 临界状态的静摩擦力临界点静摩擦力动摩擦力静止（临界状态）第4章 摩擦 临界状态的静摩擦力静止

2、（临界状态）静滑动摩擦因数静滑动摩擦因数的大小需要由实验测定。它与接触物体的材料和表面情况有关（如粗糙度、温度和湿度等），而与接触面的面积无关。 第4章 摩擦 静滑动摩擦因数常用材料的静滑动摩擦因数材料名称钢-钢0.15铝-低碳钢0.61聚四氟乙烯-钢 0.04镍-镍1.10铜 铸铁1.05第4章 摩擦 动滑动摩擦临界点静滑动摩擦动滑动摩擦动滑动摩擦m: 动滑动摩擦因数第4章 摩擦 摩擦角FRA: 全反力当如下图所示第4章 摩擦 摩擦角摩擦角全反力的作用线和接触面法线的夹角。第4章 摩擦 摩擦角 利用摩擦角测定静滑动摩擦因数第4章 摩擦 自锁FR: 所有主动力的合力.为保持物体的平衡，全反力的

3、方向应和主动力的方向相反，作用线为同一直线，如图所示。 下面讨论主动力的合力与接触面法线的夹角a 的不同情况下物体静止平衡的可能性第4章 摩擦 自锁无论主动力的合力多大，只要该合力的作用线位于摩擦角内，则最大静摩擦力不会小于主动力的合力沿接触面方向的分量，因此物体仍然保持静止平衡而不会发生滑动，这种现象称为自锁。第4章 摩擦 自锁无论主动力的合力多小，只要主动力的合力的作用线位于摩擦角范围之外，最大静摩擦力就不会大于主动力合力沿接触面方向的分量。因此物体必然不能保持静止平衡状态而发生滑动。第4章 摩擦 自锁的应用FRW第4章 摩擦 滚动阻碍如果把轮子看成是一个理想刚体，则不管主动力FT多小，轮

4、子都不能保持平衡。而实际上，很多轮子在外力作用下是可以保持静止平衡的。这主要是轮子和接触面之间存在着微小的变形。第4章 摩擦 滚动阻碍滚动阻碍力偶矩当 FT 增大, 达到临界状态第4章 摩擦 摩擦平衡问题 基本步骤与不计摩擦的情况相同.根据静摩擦或滚动阻碍的概念建立补充方程。静摩擦力不等于最大静摩擦力。一般情况下，摩擦力的方向是不能任意假定的，必须根据物体的运动趋势正确判断摩擦力的方向。第4章 摩擦 例题 1 第4章 摩擦 解假设物体有向下运动的趋势，则画出其受力分析图:摩擦力计算的结果是合理的，并且其方向与受力分析图上的方向相同。第4章 摩擦 解如果静滑动摩擦因数等于 0.1 :根据平衡方程

5、结果表明物体不能保持静止，摩擦力的计算结果是不合理的。第4章 摩擦 例题 2 Known: b, d, 求攀登电线杆时用的套钩不至于滑下时人的重力 W 和电线杆中心线的距离 l 满足的条件。第4章 摩擦 解 方法 1 临界状态: 套钩的受力分析图假设 A,B 两处达到最大静摩擦力， 联立上面的平衡方程得到经判断:第4章 摩擦 解 方法 2 利用摩擦角临界状态的全反力第4章 摩擦 解 方法 2 利用摩擦角若 l b/(2ms) ，FRA, FRB 必然位于摩擦角的范围之内。第4章 摩擦 例题 3 若系统处于平衡状态，计算 Q的最大载荷值。第4章 摩擦 解 画出A物块和B轮的受力分析图摩擦力 FSA 和 FSB 一般不会同时达到最大静摩擦力，必须分析哪一处先达到最大静摩擦力.第4章 摩擦 解 假设 FSA 达到最大静摩擦力第4章 摩