Badania doświadczalne i modelowanie oddziaływania drgań stycznych wzdłużnych na siłę napędu w ruchu ślizgowym

• Autorzy: Leus M. , Gutowski P. , Parus A.

Warianty tytułu

EN

Experimental tests and modeling the longitudinal tangential vibration effect on driving force in sliding motion

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań doświadczalnych i analiz symulacyjnych wpływu drgań kontaktowych stycznych wzdłużnych na siłę tarcia i na siłę napędu w ruchu ślizgowym. Stwierdzono, że warunkiem koniecznym zmniejszenia siły napędu niezbędnej do utrzymania ciała w ruchu ślizgowym po podłożu drgającym w kierunku stycznym jest większa amplituda prędkości drgań wzdłużnych niż składowa stała prędkości przesuwu. Badania symulacyjne wykonano w środowisku Matlab/Simulink. W obliczeniach wykorzystano dynamiczne modele tarcia. Badania doświadczalne przeprowadzono na oryginalnym, własnym stanowisku badawczym. Uzyskano bardzo dobrą zgodność wyników badań symulacyjnych i doświadczalnych.

EN

In the paper the results of theoretical and experimental analyses of the longitudinal contact tangential vibration effect on the friction and driving forces in sliding motion are presented. It was observed that the necessary condition for reduction of driving force which was required for maintain a sliding motion on the base excited into vibration, was that the amplitude of velocity of longitudinal tangential vibration should be greater than the constant component of sliding velocity. The simulation analyses were carried out in Matlab/Simulink environment. The experimental tests were performed on the original, made by authors, experimental stand. Very good consistency of simulation and experimental results was obtained.

Słowa kluczowe

PL

drgania wzdłużne; siła napędu; siła tarcia

EN

longitudinal vibrations; driving force; friction force

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej
• Czasopismo: Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji
• Rocznik: 2009
• Tom: Vol. 29, nr 4
• Strony: 127--137
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz.

Twórcy

autor

Leus M.

autor

Gutowski P.

autor

Parus A.

• Katedra Mechaniki i Podstaw Konstrukcji, Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny, Szczecin

Bibliografia

• [1] Bliman P. A., Mathematical study of the Dahl's friction model, European Journal of Mechanics, A/Solids, 1992, vol. 11(66), s. 835 - 848.
• [2] Budanov B. V., Kudinov V. A., Tolstoi D. M., Interaction of friction and vibration, Soviet Journal of Friction and Wear, 1980, vol. 1, s. 79 - 89.
• [3] Canudas de Wit C., Olsson H., Åström K. J., Lischynsky P., A new model for control of systems with friction, IEEE, Trans. Autom. Control, 1995, 40(3), s. 419 - 425.
• [4] Dahl P. R., Solid friction damping of mechanical vibrations, AIAA Journal, 1976, vol. 14(12), s. 1675 - 1682.
• [5] Dupont P. et al., Single state elasto-plastic friction models, IEEE Transactions of Automatic Control, 2002, vol. 47(5), s. 787 - 792.
• [6] Godfrey D., Vibration reduces metal to metal contact and causes an apparent reduction in friction, ALSE Transactions, 1967, vol. 10, s. 183 - 192.
• [7] Grudziński K., Kostek R., Influence of normal micro-vibrations in contact on sliding motion of solid body, Journ. of Theoret. and Applied Mechanics, 2005, vol. 43(1), s. 37 - 49.
• [8] Gutowski P., Leus M., Analiza wpływu drgań kontaktowych stycznych wzdłużnych na siłę tarcia, Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji, 2008, vol. 28, nr 4, s. 117 - 126.
• [9] Gutowski P., Leus M., Parus A., Badania doświadczalne wpływu drgań kontaktowych stycznych wzdłużnych na siłę tarcia, Modelowanie Inżynierskie, 2008, 35(4), s. 39 - 44.
• [10] Hess D., Soom A., Normal vibrations and friction under harmonic loads: Part I-hertzian contacts, Journal of Tribology, 1991, vol. 113, s. 80 - 86.
• [11] Kumar V. C., Hutchings I. M., Reduction of sliding friction of metals by the application of longitudinal or transverse ultrasonic vibration, Tribology Internat., 2004, vol. 37, s. 833 - 840.
• [12] Leus M., Gutowski P., The analysis of longitudinal tangential contact vibrations effect on friction force using Coulomb and Dahl models, Journal of Theoretical and Applied Mechanics, 2008, vol. 46(1), s. 171-184.
• [13] Leus M., Gutowski P., Doświadczalna analiza sztywności kontaktowej stycznej styku, Modelowanie Inżynierskie, 2009, vol. 37 (w druku).
• [14] Littmann W., Storck H., Wallaschek J., Sliding friction in the presence of ultrasonic oscillations: superposition of longitudinal oscillations, Archive of Applied Mechanics, 2001, vol. 71, s. 549 - 554.
• [15] Pohlman R., Lehfeld E., Influence of ultrasonic vibrations on metallic friction, Ultrasonics, 1966, vol. 4, s. 178 - 185.
• [16] Sase N. i in., Reduction of friction without lubrication, w: Proc. of the Int. Conf. AMPT'95, III, 1995, s. 1298 - 1304.
• [17] Siegert K., Ulmer J., Superimposing ultrasonic waves on dies in tube and wire drawing, Journal of Engineering Materials and Technology, 2001, vol. 123, s. 517 - 523.
• [18] Tolstoi D. M., Borisova G. A., Grigorova S. R., Friction regulation by perpendicular oscillation, Soviet Physics-Doklady, 1973, vol. 17(9), s. 907 - 909.
• [19] Tsai C. C., Tseng C. H., The effect of friction reduction in presence of in-plane vibrations, Archive of Applied Mechanics, 2006, vol. 75, s. 164 - 176.