摩擦 标准

摩擦阻尼器在工程结构中的研究与应用1

史春芳，徐赵东，卢立恒

东南大学土木工程学院，江苏南京（210096）

E-mail：Shichunfang998@

摘 要：摩擦阻尼器是一种耗能性能良好、构造简单、制作方便的减震装置。本文概述了摩

擦阻尼器的种类、构造以及减震原理，介绍了摩擦阻尼器的力学模型和结构分析方法。摩擦

阻尼器在实际中得到了大量的工程应用，本文简述了摩擦阻尼器在云南省洱源县振戎中学教

学楼和食堂楼中的应用，以及在东北某大楼加固中的应用。

关键词：摩擦阻尼器，耗能减震，计算模型，分析方法

中国分类号：P315.966

1．引言

传统的抗震方法是通过结构本身的塑性变形来耗散地震能量，其实质就是把结构本身及

构件作为“消能”元件，这样必然使结构产生不同程度的损坏，甚至产生严重的破坏和倒塌。

结构控制，通过在结构上设置控制装置，由控制机构和结构一起来抵御地震等动力作用，使

结构的动力反应减小。

在结构上附加耗能减震装置的减震方法是结构被动控制的一种。摩擦阻尼器作为一种耗

能装置，因其耗能能力强，荷载大小、频率对其性能影响不大，且构造简单，取材容易，造

价低廉，因而具有很好的应用前景。特别是在控制结构近断层地震反应和中高层结构地震反

应方面有独特优势。摩擦阻尼器对结构进行振动控制的机理是：阻尼器在主要结构构件屈服

前的预定荷载下产生滑移或变形，依靠摩擦或阻尼耗散地震能量，同时，由于结构变形后自

振周期加长，减小了地震输入，从而达到降低结构地震反应的目的。

2．摩擦阻尼器的种类、构造以及减震机理

摩擦阻尼器的发展始于20世纪70年代末，随后为适应不同类型的建筑结构，国内外

学者陆续研制开发了多种摩擦阻尼器，其摩擦力大小易于控制，可方便地通过调节预紧力大

小来确定。目前，研究开发的摩擦阻尼器主要有：普通摩擦阻尼器、Pall摩擦阻尼器、Sumitomo

摩擦阻尼器、摩擦剪切铰阻尼器、滑移型长孔螺栓节点阻尼器、T形芯板摩擦阻尼器、拟粘

表面摩擦与磨损

一、摩擦与磨损的定义

摩擦的定义是:两个相互接触的物体在外力的作用下发生相对运动或者相对运动趋势时,在切相面见间产生切向的运动阻力,这一阻力又称为摩擦力。磨损的定义是:任一工作表面的物质,由于表面相对运动而不断损失的现象。

据估计消耗在摩擦过程中的能量约占世界工业能耗的 30%。在机器工作过程中，磨损会造成零件的表面形状和尺寸缓慢而连续损坏，使得机器的工作性能与可靠性逐渐降低，甚至可能导致零件的突然破坏。人类很早就开始对摩擦现象进行研究，取得了大量的成果，特别是近几十年来已在一些机器或零件的设计中考虑了磨损寿命问题。在零件的结构设计、材料选用、加工制造、表面强化处理、润滑剂的选用、操作与维修等方面采取措施，可以有效地解决零件的摩擦磨损问题，提高机器的工作效率，减少能量损失，降低材料消耗，保证机器工作的可靠性。

二、摩擦的分类及评价方法

在机器工作时，零件之间不但相互接触，而且接触的表面之间还存在着相对运动。从摩擦学的角度看，这种存在相互运动的接触面可以看作为摩擦副。有四种摩擦分类方式：按照摩擦副的运动状态分类、按照摩擦副的运动形式分类、按照摩擦副表面的润滑状态分类、按照摩擦副所处的工况条件分类。这里主要以根据摩擦副之间的状态不同分类，摩擦可以分为：干摩擦、边界摩擦、流体摩擦和混合摩擦，如图2－1所示。

图2-1 摩擦状态 1、 干摩擦

当摩擦副表面间不加任何润滑剂时，将出现固体表面直接接触的摩擦（见图

2-1a），工程上称为干摩擦。此时，两摩擦表面间的相对运动将消耗大量的能量并造成严重的表面磨损。这种摩擦状态是失效，在机器工作时是不允许出现的。由于任何零件的表面都会因为氧化而形成氧化膜或被润滑油所湿润，所以在工程实际中，并不存在真正的干摩擦。

2 、边界摩擦

当摩擦副表面间有润滑油存在时，由于润滑油与金属表面间的物理吸附作用和化学吸附作用，润滑油会在金属表面上形成极薄的边界膜。边界膜的厚度非常小，通常只有几个分子到十几个分子厚，不足以将微观不平的两金属表面分隔开，所以相互运动时，金属表面的微凸出部分将发生接触，这种状态称为边界摩擦（见图 2-1b）。当摩擦副表面覆盖一层边界膜后，虽然表面磨损不能消除，但可以起着减小摩擦与减轻磨损的作用。与干摩擦状态相比，边界摩擦状态时的摩擦系数要小的多。

第４８卷第３期　２０１８年３月　雹晖钗　

Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｗｅｌｄｉｎｚ　Ｍａｃｈｉｎｅ　Ｖｏ１．４８　Ｎｏ．３　Ｍａｒ．２０１８　

本文参考文献引用格式：越　慧．　ｔＪｒ，夏ｆＪｌｉ【　，　．搅拌哮擦　｝｜外标准分析硬　家枷　准斛　．１ｌｌｌＵ　ｆＪ　２０１　８，４８（０３１：３７—４２　

搅拌摩擦焊中外标准分析及国　家标准解读　

赵慧慧，尹玉环，夏佩云，胡　蓝，许辉，高嘉爽　

（上海航天设备制造总厂有限公司，上海２００２４５）　

摘要：搅拌摩擦焊无需焊接填充材料，热输入及焊接变形小，接头力学性能良好，在航空航天、船舶、汽　

车、轨道交通及电子等行业制造领域具有重要地位。在铝合金搅拌摩擦焊技术领域，引进和转化国际先　

进标；住，制定我国国家标准，使得实际生产过程和管理过程更加具体、更加规范、更具可操作性，具有重　

要的实际意义、、本研究从标；住适用范围、搅拌摩擦焊工艺规范、铝合金搅拌摩擦焊质量与检测要求等方　

面对中外标；住进行分析，解读国家标准，对实际焊接生产具有重要的指导意义。　

关键词：标准对标；搅拌摩擦焊；国家标准　

中图分类号：ＴＧ４５７．１；ＴＧ４５６　文献标志码：Ｃ　文章编号：１００１＂２３０３（２０１８）０３—００３７—０６　

Ｄ０Ｉ：１０．７５　１２（ｉ．ｉｓｓｎ．１００１—２３０３．２０１８．０３．０６　

Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｎ　ｆｒｉｃｔｉｏｎ　ｓｔｉｒ　ｗｅｌｄｉｎｇ　ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　ｓｔａｎｄａｒｄｓ　ａｎｄ　ｉｎｔｅｒｐｒｅｔａｔｉｏｎ　ｏｆ　

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塑料薄膜摩擦系数标准

塑料薄膜摩擦系数是指塑料薄膜与其他材料之间的摩擦阻力大小。摩擦系数是衡量物体表面之间摩擦阻力大小的指标之一，它可以影响材料在各种应力条件下的摩擦性能。

塑料薄膜摩擦系数的标准可以通过ASTM D1894或ISO 8295等标准来进行测试和评估。这些标准主要包括测试方法和所需的测试设备。

首先，测试方法要求将一片塑料薄膜样品与另一种材料（例如金属板）进行紧密接触，然后通过施加一定的力将两个材料相对滑动，最终测量摩擦力以计算摩擦系数。具体步骤如下：

1. 准备测试样品：根据规定的尺寸和形状，将塑料薄膜和金属板切割成适当的形状。

2. 安装测试设备：将测试样品放在测试设备上，确保两个材料有效接触并可以垂直施加力。

3. 施加力：根据标准要求，用特定速度和特定力施加在塑料薄膜上，使其与金属板相对滑动。

4. 测量摩擦力：使用传感器或力计来测量施加的力，通过减去初始摩擦力来计算实际摩擦力。

5. 计算摩擦系数：将实际摩擦力除以施加的力，得到摩擦系数。

塑料薄膜摩擦系数的测试结果会受到一些因素的影响，例如温度、湿度、压力等。因此，在进行摩擦系数测试时，需要注意控制和记录这些因素，以确保测试结果的准确性和可比性。

除了塑料薄膜与金属板之间的摩擦系数，塑料薄膜与其他材料之间的摩擦系数也是非常重要的。因为在实际应用中，塑料薄膜通常与不同类型的材料接触，例如机械设备的零部件、包装材料等。了解塑料薄膜与其他材料之间的摩擦系数，可以帮助设计和选择合适的材料，以满足特定的要求和应用条件。

在实际应用中，选择合适的摩擦系数是非常重要的。摩擦系数较高的材料可以提供更大的摩擦阻力，适用于需要增加摩擦锁定的应用，例如防滑垫和止滑底面。而摩擦系数较低的材料则适用于需要减少摩擦阻力的应用，例如输送带和滑动件。此外，还需要考虑其他因素，如耐磨性、耐化学性、温度范围等，以选择合适的塑料薄膜材料。

总结起来，了解塑料薄膜摩擦系数的标准可以帮助我们更好地评估和选择合适的材料。ASTM D1894和ISO 8295等标准提供了一种标准化的测试方法，用于测量塑料薄膜与其他材料之间的摩擦系数。通过了解和掌握这些标准，我们可以更好地理解和应用摩擦系数，以满足各种应用的需求。