工程力学第四章摩擦.ppt
*§4–1滑动摩擦§4–2摩擦角和自锁现象§4–3考虑摩擦时的平衡问题*滑动摩擦力:相互接触的两物体,彼此间产生相对滑动(趋势)时,在接触面内将产生阻碍物体相对滑动的作用力,称为滑动摩擦力。一、静滑动摩擦力§4-1滑动摩擦1、定义:当仅有滑动趋势时产生的摩擦力,用FS表示。其中:fs—静滑动摩擦系数;FN是法向反力。2、性质:1)方向:Fs与物体相对滑动趋势方向相反大小:由平衡条件确定。是一个变值,即3)库伦定律:fs只与材料和表面情况有关,与接触面积大小无关*§4-1滑动摩擦二、动滑动摩擦力通常情况下,其中:fd—动滑动摩擦系数,与材料和表面情况有关;2、性质:1)方向:与物体相对运动的方向相反大小:(无平衡范围)1、定义:当物体相对滑动时产生的摩擦力,用F表示。增大摩擦力的途径为:①加大正压力,②加大摩擦系数f减小摩擦力的途径:降低接触面的粗糙度或加入润滑剂静力学一.全约束力(全反力)定义:静摩擦力与法向反力的合力。1)定义:当物体处于临界平衡状态时,全约束力和法线间的夹角。§4-2摩擦角和自锁现象二.摩擦角即:摩擦角的正切等于静摩擦系数。2)确定物体的平衡范围:3)静摩擦系数测定的一种简易方法当物体运动趋势方向改变时,Fmax及支承面的全约束力FRA的方向也将改变。摩擦锥当全约束力的作用线在空间连续改变时,将描出一个空间锥面,称为摩擦锥。摩擦锥表示物体平衡范围:FRA在锥内平衡四.自锁现象②自锁条件:定义:如果作用于物块的全部主动力的合力FR的作用线在摩擦角之内,则不论这个力的大小如何,物体总能处于平衡状态,这种现象称为自锁。螺纹自锁条件斜面自锁条件自锁应用举例——千斤顶静力学§4-3考虑滑动摩擦时的平衡问题一、解题步骤:1、受力分析、列平衡方程时必须考虑静摩擦力在内;2、解题方法:①解析法②几何法3、除平衡方程外,增加补充方程(一般在临界平衡状态计算)4、解题步骤同前,讨论解的平衡范围。 二、解题中注意的问题1、摩擦力的方向不能假设,要根据物体相对运动趋势来判断。2、由于静摩擦情况下,摩擦力有一定范围,所以解(力、尺寸或角度)也常常是的一个平衡范围。*[例1]作出下列各物体的受力图*[例2]作出下列各物体的受力图P最小维持平衡状态受力图;P最大维持平衡状态受力图静力学例题3已知:Q=10N,f′动=0.1f静=0.2,求:P=1N;2N,3N时摩擦力F?解:所以物体运动:此时(没动,F等于外力)(临界平衡)(物体已运动)例4:已知:求:使物块静止时,水平推力的大小。解:1)使物块有上滑趋势时,推力为画物块受力图解得解得:2)使物块有向下滑趋势时,推力为画物块受力图解得为使物块静止:注意:在临界状态下求解有摩擦的平衡问题时,必须根据相对滑动的趋势,正确判定摩擦力的方向,即摩擦力的方向不能假定,必须按真实方向给出。**