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工程力学-结构力学课件-05摩擦p

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5-1、已知物体重为Ｐ，尺寸如图所示。

现以水平力Ｆ拉此物体，当刚开始拉动时，Ａ，Ｂ两处的摩擦力是否都达到最大值？如Ａ，Ｂ两处的静摩擦因数均为f s ，此二处最大静摩擦力是否相等？又，如力Ｆ较小而未拉动物体时，能否分别求出Ａ，Ｂ两处的静摩擦力。

题5-1图
5-2、重G =100N 的物体，放在倾角030α=的斜面上，已知物块与斜面的摩擦系数f s =0.2。

试问在物块上作用一水平推力Q =60N ，物块能否平衡？并求摩擦力的大小及方向。

题5-2图
5-3、如图所示，置于Ｖ形槽中的棒料上作用一力偶，力偶的矩Ｍ＝15N·m时，刚好能转动此棒料。

已知棒料重Ｐ＝400Ｎ，直径Ｄ＝0.25ｍ，不计滚动摩阻。

求棒料与Ｖ形槽间的静摩擦因数f s。

题5-3图
5-4、梯子ＡＢ靠在墙上，其重为Ｐ＝200Ｎ，如图所示。

梯长为l，并与水平面交角θ＝６０°。

已知接触面间的摩擦因数均为0.25。

今有一重650Ｎ的人沿梯上爬，问人所能达到的最高点Ｃ到Ａ点的距离ｓ应为多少？
题5-4图
5-5、攀登电线杆的脚套钩如图所示。

设电线杆直径d＝300ｍｍ，Ａ、Ｂ间的铅直距离b＝100ｍｍ。

若套钩与电线杆之间摩擦因数f s＝0.5。

求工人操作时，为了安全，站在套钩上的最小距离l应为多大？
题5-5图
5-6、在图中，不计自重的拉门与上下滑道之间的静摩擦因数均为f s ，门高为h。

若在门上2h/3处用水平力Ｆ拉门而不会卡住，求门宽b的最小值。

问门的自重对不被卡住的门宽最小值有否影响？
题5-6图
5-7、砖夹的宽度为0.25ｍ，曲杆ＡＧＢ与ＧＣＥＤ在Ｇ点铰接，尺寸如图所示。

设砖重Ｐ＝120Ｎ，提起砖的力Ｆ作用在砖夹的中心线上，砖夹与砖间的摩擦因数f s＝0.5。

求距离ｂ为多大才能把砖夹起。

题5-7图
5-8、一半径为R、重为P１的轮静止在水平面上，如图所示。

在轮上半径为r的轴上缠有细绳，此细绳跨过滑轮Ａ，在端部系一重为Ｐ２的物体。

绳的ＡＢ部分与铅直线成θ角。

求轮与水平面接触点Ｃ处的滚动摩阻力偶矩、滑动摩擦力和法向反作用力。

题5-8图。

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工程力学-摩擦

工程力学-摩擦

此力系向 A点简化
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滚阻力偶与主动力偶（F,FS）相平衡
滚动 摩擦 ①滚阻力偶M随主动力偶（F , F S ）的增大而增大; ② 0MMmax 有个平衡范围; ③ M max与滚子半径无关;
④滚动摩擦定律：Mmax dFN，d 为滚动摩擦系数。
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滚动摩擦系数 d 的说明：
①有长度量纲，单位一般用mm,cm； ②与滚子和支承面的材料的硬度和温度有关。 滚阻力偶M的力偶臂正是d（滚阻系数），所以，d 具 有长度量纲。
平衡范围应是
Qmi nQQmax
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例2 已知：b,d, fs , 不计凸轮与挺杆处摩擦，不计挺杆质量；
求： 挺杆不被卡住之a值.
解： 研究挺杆，设挺杆处于刚好卡住位置. Fx 0 FANFBN0
Fy 0 F AF BF0 MA0 F(ab 2)FBdFBb N0
F AfsF AN F BfsF BN
[例1] 已知： =30º，G =100N，f =0.2
求：①物体静止时，水平力Q的平衡范围； ②当水平力Q = 60N时，物体能否平衡？
（翻页请看动画）12
13
解：①先求使物体不致于上滑的Qmax 图(1)
由 FX0, Q m axcosGsinFm ax0 FY0, NQ m axsinGcos0
②计算：
翻
页
tgmFN maxfN Nf
请 看
动
画
7
8
四、自锁
①定义：当物体依靠接触面间的相互作用的摩擦 力 与正
压力（即全反力），自己把自己卡 紧，不会松开 （无论外力多大），这种现象称为自锁。
②自锁条件：
当m时，永远平衡（即自锁）
m
9
③自锁应用举例
工程力学—(II)摩擦课件

工程力学—(II)摩擦课件


航空航天工程中的摩擦
飞机起落架的摩擦
在航空航天工程中，飞机起落架的摩擦对于飞机的安全着陆和滑行至关重要。起落架材料的选取和表面处理需要 考虑摩擦特性和耐磨损性能。
空间环境中的摩擦
在空间环境中，由于真空和微重力条件，物体之间的摩擦和粘附现象与地面不同。了解空间环境中的摩擦特性有 助于解决空间机械系统的设计问题。
监控与检测
通过实时监测和检测摩擦状态，及时发现异常并 采取相应措施，确保安全和稳定运行。
3
材料选择与质量控制
根据应用需求选择合适的材料，并确保材料质量 和加工精度，以实现稳定的摩擦性能。
06
工程实例解析
机械零件中的摩擦问题解析
总结词
机械零件中的摩擦问题解析
详细描述
机械零件在运转过程中，由于接触表面的粗糙度、润滑条件、载荷和速度等因素的影响 ，会产生摩擦力。摩擦力不仅会导致能量的损失，还会引起机械零件的磨损和疲劳，影 响机械设备的性能和使用寿命。因此，对机械零件中的摩擦问题进行分析和解决，是提
摩擦的分类
01
02
03
干摩擦
无润滑剂的摩擦，如金属 之间的摩擦。
流体摩擦
在流体介质中运动的物体 表面之间的摩擦，如滑轮 在空气中转动。
边界摩擦
两个接触表面之间存在一 层极薄的润滑油膜，如轴 承中的摩擦。
静摩擦与动摩擦
静摩擦
当外力作用在静止的物体上，试图使 其开始运动时所受到的摩擦力。
动摩擦
当两个相对运动的物体之间所受到的 摩擦力，与外力无关，只与正压力和 摩擦系数有关。
工程力学—(ii)摩擦课件
目录
• 摩擦的基本概念 • 摩擦的力学原理 • 摩擦在工程中的应用 • 摩擦的实验研究 • 摩擦的优化与控制 • 工程实例解析
工程力学摩擦课件

工程力学摩擦课件


温度和湿度
温度和湿度的变化会影响材料的 动摩擦系数。在某些情况下，温 度升高或湿度增大可能会降低动 摩擦系数。
PART 04
减小摩擦的方法
使用润滑剂
润滑剂可以有效地减小摩擦，降低磨 损，提高机械效率。
润滑剂如机油、润滑油等可以在摩擦 表面形成一层油膜，将两个接触面分 隔开，从而显著降低摩擦力。在许多 机械系统中，如汽车发动机和轴承， 润滑剂是必不可少的。
最大静摩擦力
当物体受到的静摩擦力达到最大值时，称为最大静摩擦力。最大静摩擦力与法向 反作用力和静摩擦系数有关，其计算公式为 F_{max} = μ_{max} * F_N。
动摩擦力的计算
动摩擦力
动摩擦力发生在两个相对运动的物体 之间。计算动摩擦力的公式是 F_动 = μ * F_N，其中 μ 是动摩擦系数。
弹塑性摩擦实验
通过测量弹塑性摩擦力来研究摩擦现象，通常在两个接触 表面之间施加一定的压力和相对运动速度，并使用具有弹 塑性特性的材料作为接触表面。
实验设备与材料
摩擦试验机
用于产生和控制摩擦力的实验 设备，通常具有可调节的压力
和速度装置。
接触表面材料
用于实验的两个接触表面，可 以是金属、橡胶、塑料等不同 材料。
实验步骤与数据分析
3. 进行实验并记录相关数据，如摩擦力、压力和速度等；
01
02
4. 分析实验数据并得出结论。
数据分析
03
实验步骤与数据分析
1. 对实验数据进行整理和 统计，计算平均值、标准 差等参数；
3. 分析图表并得出结论， 如确定摩擦系数与压力或 速度之间的关系；
2. 根据实验数据绘制图表， 如摩擦力随压力或速度变 化的曲线图；
PART 02
摩擦(工程力学课件)

摩擦(工程力学课件)


称为动摩擦因数 。动滑动摩擦力的大小是一个定值。
*归纳：
（1）在静止时，静滑动摩擦力 Fs的大小由静力平衡方程确定。其值在0与Fmax之间
，随作用于物体上的其他外力的变化而变化。
（2）在临界状态时，此时静滑动摩擦力 Fs 满足库伦定律，其大小由静力平衡方程
确定，即 FS Fmax s FN
பைடு நூலகம்
（3）在相对滑动时，动滑动摩擦力满足动滑动摩擦定律，即
有多大，物体必保持静止， 这种现象称为自锁现象。
（2）若作用于物体上的主动力的合力 FP 的作用线在摩擦
角m之外，则无论这个力有多小，物体一定滑动。
摩擦角与自锁现象
❖ 自锁现象的工程应用
考虑摩擦时构件的平衡问题
考虑摩擦时构件的平衡问题
考虑有摩擦时构件的平衡问题，其解题方法、步骤与前面的在 不计摩擦时的情形大致相同。但在具体分析求解平衡问题时， 还应注意以下几点：
选择直角坐标系，建立平衡方程 ：
Fy 0
解此方程得
FN G cos 0
FN 849N
最大静滑动摩擦力Fmax ：
Fmax s FN 0.2 849 170N 求静滑动摩擦力 Fs ，假设物体在斜面上处于静止，设摩擦力 Fs 的 方向如图（b）所示，建立平衡方程，即：
Fx 0
Fs F G sin 0
Fmax s FN
上式称为静滑动摩擦定律，又称库伦定律。式中的比例
常数 s 称为静摩擦因数 。
静摩擦力的大小并不是一个定值，而是介于零到最大静
摩擦力之间，即 0 FS Fmax s FN 。
滑动摩擦
2、动滑动摩擦力：两物体已经产生相对滑动的摩擦力
F ' FN
上式称为动滑动摩擦力的计算公式。式中的比例常数