理論力學(xué)小論文

1、2005理論力學(xué)小論文摩擦角與自鎖現(xiàn)象摩擦角與自鎖現(xiàn)象摘要：摘要：從分析物體接觸相互作用出發(fā)討論摩擦角的概念并按照摩擦平衡問(wèn)題推導(dǎo)出摩擦自鎖的條件使我們更容易對(duì)這兩個(gè)概念建立一般性的理解達(dá)到靈活運(yùn)用理論力學(xué)知識(shí)的目的。正文正文：摩擦力在生活中的應(yīng)用無(wú)處不在，關(guān)于摩擦力的研究更是數(shù)不勝數(shù)，通過(guò)理論力學(xué)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)后，現(xiàn)在我來(lái)簡(jiǎn)單介紹一下關(guān)于摩擦角與摩擦自鎖的現(xiàn)象。當(dāng)有摩擦?xí)r，支承面對(duì)平衡物體的約束力包含法向約束力FN和切向約束力Fs（即靜摩

2、擦力）。這兩個(gè)分力的幾何和稱為支承面的全約束全約束sNRAFFF??力，它的作用線與接觸面的公法線成一偏角，如圖52a所示。?(a)(b)(c)摩擦角摩擦角：當(dāng)物塊處于平衡的臨界狀態(tài)時(shí)，靜摩擦力達(dá)到由式（52）確定的最?大值，偏角也達(dá)到最大值，如圖52b所示。全約束力與法線間的夾角的?f?最大值，稱為摩擦角。由圖可得f?（5ssmaxftanfFFfFFNNN????4）即：摩擦角的正切等于靜摩擦因數(shù)?？梢?jiàn)，摩擦角與摩擦因數(shù)一樣，都是表

3、示材料表面性質(zhì)的量。當(dāng)物塊的滑動(dòng)趨勢(shì)方向改變時(shí)，全約束力作用線的方位也隨之改變；在臨界狀態(tài)下，F(xiàn)RA的作用線將畫(huà)出一個(gè)以接觸點(diǎn)A為頂點(diǎn)的圓錐面，如圖52c所示，稱為摩擦錐。設(shè)物塊與支承面間沿任何方向的摩擦因數(shù)都相同，即摩擦個(gè)道理，可以設(shè)法避免發(fā)生自鎖現(xiàn)象。圖54利用摩擦角測(cè)定靜摩擦因數(shù)利用摩擦角測(cè)定靜摩擦因數(shù)利用摩擦角的概念，可用簡(jiǎn)單的試驗(yàn)方法，測(cè)定靜摩擦因數(shù)。如圖54所示，把要測(cè)定的兩種材料分別做成斜面和物塊，把物塊放在斜面上，并逐漸

4、從零起增大斜面的傾角，直到物塊剛開(kāi)始下滑時(shí)為止。這時(shí)的角就是測(cè)定的??摩擦角，因?yàn)楫?dāng)物塊處于臨界狀態(tài)時(shí)，，。由式（54）求f?ARFP??f???得摩擦因數(shù)，即??tantans??ff應(yīng)用：應(yīng)用：摩擦自鎖：三塔納汽車(chē)的千斤頂摩擦自鎖：三塔納汽車(chē)的千斤頂螺紋的自鎖條件：斜面的自鎖條件就是螺紋（圖55a）的自鎖條件。因?yàn)槁菁y可以看成為繞在一圓柱體上的斜面，如圖55b所示，螺紋升角就是斜面的?傾角，如圖55c所示。螺母相當(dāng)于斜面上的滑塊A，