Experimental investigation of friction force reduction in sliding motion with simultaneous tangential and normal vibrations

• Autorzy: Gutowski P. , Leus M.

Warianty tytułu

PL

Badania doświadczalne redukcji siły tarcia w ruchu ślizgowym przy równoczesnym działaniu drgań stycznych i drgań normalnych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This work presents a test rig and the results of experimental investigations of friction force variability in sliding motion under the simultaneous influence of vibrations that are tangential and normal to the sliding plane. Investigations were carried out at the frequency of f = 2000 Hz, which is below the frequency of selfvibrations of the moved object. They were conducted as a function of the three most important factors decisive in the possibility of friction force reduction in sliding motion, and the magnitude of this reduction, i.e. the amplitude of vibrations, amplitude of vibrations velocity, and sliding velocity. Various surface pressures were considered. It has been shown that combining longitudinal tangential vibrations with normal ones increases the individual effects of each type of separately acting vibrations, but it is not directly summing them up.

PL

W pracy przedstawiono stanowisko badawcze i wyniki badań doświadczalnych zmian siły tarcia w ruchu ślizgowym przy równoczesnym działaniu drgań stycznych wzdłużnych i drgań normalnych do płaszczyzny poślizgu. Badania przeprowadzono przy częstotliwości drgań f = 2000 Hz znajdującej się poniżej częstotliwości drgań własnych przesuwanego układu. Przeprowadzono je w funkcji trzech najważniejszych czynników decydujących o możliwości wystąpienia redukcji siły tarcia w ruchu ślizgowym i o wielkości tej redukcji. Były to: amplituda drgań, amplituda prędkości drgań i prędkość poślizgu. Uwzględniono różne naciski powierzchniowe. Badania wykazały, że złożenie drgań stycznych wzdłużnych z drganiami normalnymi potęguje indywidualne skutki każdego rodzaju tych drgań działających oddzielnie, ale ich w prosty sposób nie sumuje.

Słowa kluczowe

EN

reduction of friction force; sliding motion; vibrations

PL

redukcja siły tarcia; ruch ślizgowy; drgania

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2017
• Tom: nr 1
• Strony: 45--50
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., tab., wykr., wz.

Twórcy

autor

Gutowski P.

• West Pomeranian University of Technology in Szczecin, Mechanical Engineering Faculty, Al. Piastów 19, 70-310 Szczecin, Poland

autor

Leus M.

• West Pomeranian University of Technology in Szczecin, Mechanical Engineering Faculty, Al. Piastów 19, 70-310 Szczecin, Poland

Bibliografia

• 1. Hess D. P., Soom A.: Normal vibrations and friction under harmonic loads: part I – Hertzian contacts. Journal of Tribology, 113, 1991, 80–86.
• 2. Teidelt E., Starcevic J., Popov V.L.: Influence of ultrasonic oscillation on static and sliding friction. Tribology Letters, 48, 2012, 51–62.
• 3. Chowdhury M.A., Helali M.M.: The effect of amplitude of vibration on the coefficient of friction for different materials. Tribology International, 41, 2008, 307–314.
• 4. Leus M., Gutowski P.: Teoretyczne i doświadczalne analizy wpływu drgań normalnych na siłę tarcia w ruchu ślizgowym. Tribologia, nr 1, 2014, 53–62.
• 5. Littmann W., Stork H., Wallaschek J.: Reduction of friction using piezoelectrically excited ultrasonic vibrations. Proc. of SPIE’s 8th Annual International Simposium on Smart Structures and Material. Billingham, Washington, 2001, 302–311.
• 6. Stork H., Littmann W., Wallaschek J., Mracek M. The effect of friction reduction in presence of ultrasonic vibrations and its relevance to travelling wave ultrasonic motors. Ultrasonics, 40, 2002, 379–383.
• 7. Gutowski P., Leus M.: The effect of longitudinal tangential vibrations on friction and driving forces in sliding motion. Tribology International, 55, 2012, 108–118.
• 8. Leus M., Gutowski P.: The analysis of longitudinal tangential contact vibration effect on friction force using Coulomb and Dahl models. Journal of Theoretical and Applied Mechanics, 46(1), 2008, 171–184.
• 9. Tsai C.C., Tseng C.H.: The effect of friction reduction in presence of in-plane vibrations. Archive of Applied Mechanics, 75, 2006, 164–76.
• 10. Gutowski P., Leus M.: Computational model for friction force estimation in sliding motion at transverse vibrations of elastic support. Tribology International, 90, 2015, 455–462.
• 11. Gutowski P., Leus M.: Siła tarcia i jej składowe w ruchu ślizgowym przy drganiach poprzecznych. Tribologia, nr 6, 2015, 33–40.
• 12. Gutowski P., Leus M., Parus A.: Badania doświadczalne wpływu drgań kontaktowych stycznych wzdłużnych na siłę tarcia. Modelowanie Inżynierskie, 35(4), 2008, 39–44.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).