ANALIZY PORÓWNAWCZE WPŁYWU DRGAŃ STYCZNYCH POPRZECZNYCH I WZDŁUŻNYCH NA SIŁĘ TARCIA W RUCHU ŚLIZGOWYM

Podobne dokumenty
DOŚWIADCZALNE I SYMULACYJNE ANALIZY WPŁYWU DRGAŃ STYCZNYCH POPRZECZNYCH NA SIŁĘ TARCIA W RUCHU ŚLIZGOWYM

Związek między ruchem harmonicznym a ruchem jednostajnym po okręgu

BADANIA SYMULACYJNE WPŁYWU DRGAŃ KONTAKTOWYCH STYCZNYCH NA SIŁĘ TARCIA W RUCHU ŚLIZGOWYM

Cechy szeregów czasowych

ψ przedstawia zależność

Algebra WYKŁAD 9 ALGEBRA

Wykład FIZYKA I. 2. Kinematyka punktu materialnego. Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak

Krzywe na płaszczyźnie.

REDUKCJA SIŁY NAPĘDU W RUCHU ŚLIZGOWYM POD WPŁYWEM DRGAŃ STYCZNYCH WZDŁUŻNYCH

ANALIZA WPŁYWU DRGAŃ KONTAKTOWYCH STYCZNYCH WZDŁUŻNYCH NA SIŁĘ TARCIA

MODELOWANIE ORAZ BADANIA DOŚWIADCZALNE ODDZIAŁYWANIA DRGAŃ NORMALNYCH NA SIŁĘ TARCIA W RUCHU ŚLIZGOWYM

Ruch falowy, ośrodek sprężysty

W-9 (Jaroszewicz) 15 slajdów. Równanie fali płaskiej parametry fali Równanie falowe prędkość propagacji, Składanie fal fale stojące

Ruch płaski. Bryła w ruchu płaskim. (płaszczyzna kierująca) Punkty bryły o jednakowych prędkościach i przyspieszeniach. Prof.

Wygładzanie metodą średnich ruchomych w procesach stałych

Prognozowanie i symulacje

ver b drgania harmoniczne

ROCZNIKI INŻYNIERII BUDOWLANEJ ZESZYT 7/2007 Komisja Inżynierii Budowlanej Oddział Polskiej Akademii Nauk w Katowicach

drgania h armoniczne harmoniczne

Ć w i c z e n i e K 2 b

ĆWICZENIE 7 WYZNACZANIE LOGARYTMICZNEGO DEKREMENTU TŁUMIENIA ORAZ WSPÓŁCZYNNIKA OPORU OŚRODKA. Wprowadzenie

WPŁYW PODATNOŚCI GŁÓWKI SZYNY NA ROZKŁAD PRZEMIESZCZEŃ WZDŁUŻNYCH PRZY HAMOWANIU POCIĄGU 1

Dynamiczne formy pełzania i relaksacji (odprężenia) górotworu

DYNAMIKA KONSTRUKCJI

PROCESY AUTOREGRESYJNE ZE ZMIENNYM PARAMETREM 1. Joanna Górka. Wydział Nauk Ekonomicznych i Zarządzania UMK w Toruniu Katedra Ekonometrii i Statystyki

WYKŁAD FIZYKAIIIB 2000 Drgania tłumione

Przenośnik wibracyjny

I. KINEMATYKA I DYNAMIKA

2.1 Zagadnienie Cauchy ego dla równania jednorodnego. = f(x, t) dla x R, t > 0, (2.1)

ANALIZA DOŚWIADCZALNA SZTYWNOŚCI KONTAKTOWEJ STYCZNEJ PŁASKICH POŁĄCZEŃ STYKOWYCH

RUCH HARMONICZNY. sin. (r.j.o) sin

BADANIA DOŚWIADCZALNE WPŁYWU DRGAŃ KONTAKTOWYCH. STYCZNYCH WZDŁUśNYCH NA SIŁĘ TARCIA PAWEŁ GUTOWSKI*, MARIUSZ LEUS*, ARKADIUSZ PARUS**

C d u. Po podstawieniu prądu z pierwszego równania do równania drugiego i uporządkowaniu składników lewej strony uzyskuje się:

Przemieszczeniem ciała nazywamy zmianę jego położenia

Politechnika Gdańska Wydział Elektrotechniki i Automatyki Katedra Inżynierii Systemów Sterowania. Podstawy Automatyki

Rys.1. Podstawowa klasyfikacja sygnałów

RÓWNANIA RÓŻNICZKOWE WYKŁAD 13

Ćwiczenie 119. Tabela II. Część P19. Wyznaczanie okresu drgań masy zawieszonej na sprężynie. Nr wierzchołka

Metody Lagrange a i Hamiltona w Mechanice

BADANIA DOŚWIADCZALNE ZJAWISKA STICK-SLIP I JEGO ELIMINACJI W OBECNOŚCI DRGAŃ STYCZNYCH WZDŁUŻNYCH

VII. ZAGADNIENIA DYNAMIKI

Przenośnik wibracyjny

Drgania wiadomości podstawowe

ANALIZA ODPOWIEDZI UKŁADÓW KONSTRUKCYJNYCH NA WYMUSZENIE W POSTACI SIŁY O DOWOLNYM PRZEBIEGU CZASOWYM

Równania różniczkowe. Lista nr 2. Literatura: N.M. Matwiejew, Metody całkowania równań różniczkowych zwyczajnych.

Jaki musi być kąt b, aby siła S potrzebna do wywołania poślizgu była minimalna G S

Zasada pędu i popędu, krętu i pokrętu, energii i pracy oraz d Alemberta bryły w ruchu postępowym, obrotowym i płaskim

Ć w i c z e n i e K 1

oznacza przyrost argumentu (zmiennej niezależnej) x 3A82 (Definicja). Granicę (właściwą) ilorazu różnicowego funkcji f w punkcie x x x e x lim x lim

3. KINEMATYKA Kinematyka jest częścią mechaniki, która zajmuje się opisem ruchu ciał bez wnikania w jego przyczyny. Oznacza to, że nie interesuje nas

Ćwiczenie 133. Interferencja fal akustycznych - dudnienia. Wyznaczanie częstotliwości dudnień. Teoretyczna częstotliwość dudnienia dla danego pomiaru

Sygnały zmienne w czasie

Pomiar współczynników sprężystości i lepkości skórki ogórka.

Młodzieżowe Uniwersytety Matematyczne. Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego REGUŁA GULDINA

POMIAR PARAMETRÓW SYGNAŁOW NAPIĘCIOWYCH METODĄ PRÓKOWANIA I CYFROWEGO PRZETWARZANIA SYGNAŁU

Ć W I C Z E N I E N R M-2

POLITECHNIKA ŚLĄSKA W GLIWICACH WYDZIAŁ INŻYNIERII ŚRODOWISKA i ENERGETYKI INSTYTUT MASZYN i URZĄDZEŃ ENERGETYCZNYCH

I. DYNAMIKA PUNKTU MATERIALNEGO

Podręcznik: Jan Machowski Regulacja i stabilność

Wojewódzki Konkurs Matematyczny dla uczniów gimnazjów. Etap szkolny 5 listopada 2013 Czas 90 minut

Temat VIII. Drgania harmoniczne

ĆWICZENIE 2. BADANIE WAHADEŁ SPRZĘŻONYCH.

4.2. Obliczanie przewodów grzejnych metodą dopuszczalnego obciążenia powierzchniowego

Fale biegnące. y t=0 vt. y = f(x), t = 0 y = f(x - vt), t ogólne równanie fali biegnącej w prawo

ROZDZIAŁ 6 ROZDZIAŁ 6

Ekonometria I materiały do ćwiczeń

(R) przy obciążaniu (etap I) Wyznaczanie przemieszczenia kątowego V 2

Drgania poprzeczne belki numeryczna analiza modalna za pomocą Metody Elementów Skończonych dr inż. Piotr Lichota mgr inż.

Wydział Elektryczny, Katedra Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych Laboratorium Przetwarzania i Analizy Sygnałów Elektrycznych

ANALIZA, PROGNOZOWANIE I SYMULACJA / Ćwiczenia 1

Zajęcia 2. Estymacja i weryfikacja modelu ekonometrycznego

Mechanika ogólna. Kinematyka. Równania ruchu punktu materialnego. Podstawowe pojęcia. Równanie ruchu po torze (równanie drogi)

ANALIZA HARMONICZNA RZECZYWISTYCH PRZEBIEGÓW DRGAŃ

cx siła z jaką element tłumiący działa na to ciało.

VIII. ZBIÓR PRZYKŁADOWYCH ZADAŃ MATURALNYCH

Fizyka 11. Janusz Andrzejewski

EGZAMIN PRÓBNY CZAS PRACY: 180 MIN. SUMA PUNKTÓW: 50 ZADANIE 1 (1 PKT) ZADANIE 2 (1 PKT) ZADANIE 3 (1 PKT) ZADANIE 4 (1 PKT) ZADANIE 5 (1 PKT)

TEMAT: PARAMETRY PRACY I CHARAKTERYSTYKI SILNIKA TŁOKOWEGO

ĆWICZENIE NR.6. Temat : Wyznaczanie drgań mechanicznych przekładni zębatych podczas badań odbiorczych

Politechnika Częstochowska Wydział Inżynierii Mechanicznej i Informatyki. Sprawozdanie #2 z przedmiotu: Prognozowanie w systemach multimedialnych

PRÓBNY EGZAMIN MATURALNY

ĆWICZENIE 4 Badanie stanów nieustalonych w obwodach RL, RC i RLC przy wymuszeniu stałym

Politechnika Łódzka Wydział Mechaniczny Instytut obrabiarek i technologii budowy maszyn. Praca Magisterska

RÓWNANIE DYNAMICZNE RUCHU KULISTEGO CIAŁA SZTYWNEGO W UKŁADZIE PARASOLA

RUCH HARMONICZNY. sin. (r.j.o) sin

Podstawy elektrotechniki

Przenośnik wibracyjny. Przenośnik wibracyjny. Dr inż. Piotr Kulinowski. tel. (617) B-2 parter p.6

DRGANIA SWOBODNE UKŁADU O DWÓCH STOPNIACH SWOBODY. Rys Model układu

Analiza szeregów czasowych uwagi dodatkowe

Wyznaczanie reakcji dynamicznych oraz wyważanie ciała w ruchu obrotowym wokół stałej osi 8

Wykład FIZYKA I. 9. Ruch drgający swobodny

Projekt Era inżyniera pewna lokata na przyszłość jest współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Część I. MECHANIKA. Wykład KINEMATYKA PUNKTU MATERIALNEGO. Ruch jednowymiarowy Ruch na płaszczyźnie i w przestrzeni.

( 3 ) Kondensator o pojemności C naładowany do różnicy potencjałów U posiada ładunek: q = C U. ( 4 ) Eliminując U z równania (3) i (4) otrzymamy: =

Gr.A, Zad.1. Gr.A, Zad.2 U CC R C1 R C2. U wy T 1 T 2. U we T 3 T 4 U EE

Funkcje wielu zmiennych

Dobór silnika serwonapędu. (silnik krokowy)

BADANIE ZJAWISK PRZEMIESZCZANIA WSTRZĄSOWEGO

Rozruch silnika prądu stałego

ĆWICZENIE 8 i 9. Zginanie poprzeczne z wykładową częścią

Transkrypt:

-03 T R I B O L O G I A 69 Paweł GUTOWSKI *, Mariusz LEUS * ANALIZY PORÓWNAWCZE WPŁYWU DRGAŃ STYCZNYCH POPRZECZNYCH I WZDŁUŻNYCH NA SIŁĘ TARCIA W RUCHU ŚLIZGOWYM THE COMPARATIVE ANALYSES O THE INLUENCE O TANGENTIAL TRANSVERSE AND LONGITUDINAL VIBRATIONS ON RICTION ORCE IN SLIDING MOTION Słowa kluczowe: redukcja sił arcia, drgania Ke words: reducion of fricion force, vibraions Sreszczenie W prac przedsawiono orginaln model obliczeniow do analiz wpłwu drgań scznch poprzecznch na siłę arcia w ruchu ślizgowm. Model en oprogramowano w środowisku Malab/Simulink i wkorzsano w obliczeniach smulacjnch zmian sił arcia pod wpłwem drgań wmuszonch podłoża. Podobne analiz przeprowadzono prz wmuszeniu w kierunku zgodnm z kierunkiem realizowanego przesuwu. Uzskano bardzo dobrą zgodność z wnikami badań doświadczalnch. * Zachodniopomorski Uniwerse Technologiczn w Szczecinie, Wdział Inżnierii Mechanicznej i Mecharoniki, Kaedra Mechaniki i Podsaw Konsrukcji Maszn, 70-30 Szczecin, al. Piasów 9, e-mail: pawel.guowski@zu.edu.pl; e-mail: mariusz.leus@zu.edu.pl.

70 T R I B O L O G I A -03 WPROWADZENIE Wpłw drgań na zmianę sił arcia w ruchu ślizgowm znan jes i wkorzswan przez człowieka od wielu la. Jednak mechanizm ego zjawiska jes jeszcze nie w pełni poznan i opisan. W lieraurze można znaleźć dużo publikacji, w kórch prowadzone są analiz oddziałwania drgań scznch wzdłużnch i drgań normalnch do powierzchni poślizgu na siłę arcia. Sosunkowo uboga jes naomias lieraura odnośnie do wpłwu drgań poprzecznch na ę siłę. Najciekawsze analiz doświadczalne ego zagadnienia można znaleźć w prac Sorka i in. [L. ], a analiz eoreczne w prac Tsaia i Tsenga [L. ]. W niniejszej prac przedsawione zosał wniki doświadczalnch i smulacjnch badań oddziałwania drgań scznch wzdłużnch i drgań scznch poprzecznch na siłę napędu i siłę arcia w ruchu ślizgowm. Badania doświadczalne przeprowadzone zosał na orginalnm sanowisku badawczm w całości zaprojekowanm przez auorów niniejszej prac. Opis ego sanowiska można znaleźć w prac [L. 3]. Badania smulacjne wkonano z wkorzsaniem orginalnch modeli obliczeniowch, również w całości opracowanch przez auorów prac. Uzskano bardzo dobrą zgodność ch wników z wnikami badań doświadczalnch. BADANIA DOŚWIADCZALNE Przeprowadzone analiz doświadczalne wkazał, że kierunek drgań scznch ma ison wpłw na poziom redukcji sił napędu niezbędnej do wprawienia ciała w ruch ślizgow i urzmania ego ruchu. Siła a uożsamiana jes ze średnią siłą arcia w obszarze sku. Na Rs. przedsawiono przkładowe wkres porównawcze ilusrujące o zjawisko. Badania przeprowadzono na sku suchm, prz drganiach o częsoliwości f = 3000 Hz. Prędkość napędu wnosiła v n = 0,5 mm/s. W badanej parze ciernej zarówno próbka dolna, wprawiana w ruch drgając, jak i próbka górna przesuwana, wkonane bł ze sali C45. Paramer R a chropowaości powierzchni próbki dolnej wnosił 0,7 µm, zaś próbki górnej 0,6 µm. Nominalna powierzchnia sku wnosiła S = 00 mm, zaś naciski normalne na ej powierzchni p n = 0,0 N/mm. Z przeprowadzonch badań wnika, że w przpadku drgań wzdłużnch isnieje wraźna graniczna warość ampliud prędkości drgań v a, poniżej kórej zjawisko redukcji sił napędu nie zachodzi. Granicę ę sanowi warość prędkości napędu v n. Warunkiem koniecznm redukcji sił napędu prz drganiach scznch wzdłużnch jes spełnienie zależności v a > v n. W przpadku drgań poprzecznch ograniczenie akie nie wsępuje. Prz ch drganiach redukcja sił napędu, prz przesuwie danego ciała po drgającm podłożu, wsępuje akże prz ampliudzie prędkości drgań znacznie mniejszej od prędkości napędu, a więc akże dla v a < v n. Prz dużch ampliudach prędkości drgań w sosunku do prędkości napędu poziom redukcji sił napędu, prz drganiach scznch wzdłużnch, jes jednak znacznie większ niż prz drganiach scznch poprzecznch.

-03 T R I B O L O G I A 7 Rs.. Wpłw ampliud prędkości drgań na siłę napędu w ruchu ślizgowm: a) drgania poprzeczne, b) drgania wzdłużne; f = 3000 Hz, v n = 0,5 mm/s, p n = 0,0 N/mm ig.. The influence of ampliude of vibraion veloci on driving force in sliding moion: a) ransverse vibraions, b) longiudinal vibraions; f = 3000 Hz, v n = 05 mm/s, p n = 0.0 N/mm MODELE OBLICZENIOWE Analiz smulacjne przeprowadzono, wkorzsując orginalne modele obliczeniowe. Modele do analiz wpłwu drgań scznch wzdłużnch opisane są w pracach [L. 4, 5]. W pierwszej z nich opisan jes model do analiz kinemacznch, zaś w drugiej model do analiz dnamicznch. W modelach ch siłę arcia wznacza się, korzsając z modelu arcia Dahla [L. 6], a więc z zależności: T = k z () gdzie: k współcznnik podaności sku w kierunku scznm, z odkszałcenie sprężse chropowaości (Rs. ). Rs.. Sprężse odkszałcenie wsępów chropowaości sku przesuwanego ciała i drgającego podłoża: a) widok w kierunku prosopadłm do przesuwu, b) przesrzenne położenie punków M i N począku i końca wsępów chropowaości ig.. Elasic deflecion of conac surface asperiies of sliding bod and vibraing foundaion: a) he view in direcion perpendicular o he moion, b) he spaial posiion of he ends M and N of lumped asperi

7 T R I B O L O G I A -03 W modelu Dahla zakłada się, że szbkość odkszałcenia sprężsego wsępów chropowaości wraża się zależnością: a dz k = vr sgn( vr ) z () d C gdzie: v r prędkość ruchu względnego końca chropowaości względem podłoża, siła arcia Coulomba, = µ N. C C Powższą zależność wkorzsano również w opisanm poniżej modelu kinemacznm do analiz wpłwu drgań poprzecznch na siłę arcia. W modelu m zmian odkszałcenia sprężsego z wsępów chropowaości przedsawia się jako wnik złożenia ruchu punków M i N (Rs. 3) oznaczającch koniec i począek belkowego elemenu zasępczego modelującego odkszałcalną srefę sku przesuwanego ciała i podłoża. Odkszałcenie sprężse z mierzone jes w płaszczźnie sku przesuwanego ciała z podłożem płaszczzna 0x. Przedsawia je odcinek M N (Rs. b), gdzie N jes rzuem punku N na ę płaszczznę, a więc N x ( ) = N x( ) N N. W każdej chwili ruchu przesuwanego ciała punk M i N i ( ) ( ) = zmieniają swoje położenie. Zakłada się prz m, że znana jes prędkość napędu v n oraz równanie ruchu drgającego podłoża = (). W prac przjęo: gdzie: u 0 ampliuda drgań podłoża, ω częsość kołowa drgań, ω = π f. = u0 sin( ω ) (3) Odkszałcenie sprężse z chropowaości w dowolnej chwili można przedsawić za pomocą współrzędnch punków M i N na płaszczźnie 0x (podobnie zrobili Tsai i Tseng [L. ]), a więc: z( [ ] [ N ( ) M ( ) ] + M ( ) N ( ) ) = (4) ( ) x x gdzie: M ( ) = M ( ), M ( ), N ( ) = N ( ), N ( ) x ( ). x W każdej chwili odbwają się równocześnie dwa ruch. W pierwszm z nich nasępuje przemieszczenie M N do M N, zaś w drugim przemieszczenie M N do M N (Rs. 3).

-03 T R I B O L O G I A 73 Rs. 3. Zmian odkszałcenia sprężsego z w kolejnch fazach ruchu ślizgowego ig. 3. Changes of elasic deflecion z in successive phases of sliding moion Ruch pierwsz wwołwan jes ruchem napędu wzdłuż zadanej osi x. W jego wniku punk N przemieści się do położenia N, a jego rzu pionow N, na płaszczźnie 0x, do N. Wierzchołek chropowaości M przemieści się wzdłuż linii M N do punku M (Rs. 3). Prędkość ruchu względnego wsępów chropowaości v r (prędkość punku N) w m ruchu można wrazić zależnością: v r ( ) MN MN MN z = = (5) Prędkość a skierowana jes wzdłuż prosej M N, a więc jej kierunek względem osi x określa ką γ. Punk N ma współrzędne N x = N x ( + ) = N x ( ) + vn i N = ( + ) = N ( ) = N, sąd długość M N można wrazić zależnością: [ ] [ N ( ) + v M ( ) ] + M ( ) N ( ) MN (6) = x n x Odkszałcenie sprężse z wsępów chropowaości w ej fazie ruchu wznaczć można z zależności (). Prz założeniu, że wkładnik poęgi a w m równaniu ma warość równą, mam: k z = z + z = z + vr sgn( vr) z (7) C

74 T R I B O L O G I A -03 Znając warość z, można wznaczć położenie punku M, gdż z MN M + = N + + z = N =. Punk en ma współrzędne ( ) ( ) γ i ( ) ( ) sinγ, gdzie: 0 N cosγ = MN i M x + x + z cos 0 M sinγ = (8) MN gdzie, z kolei: ( + ) M ( ) 0 N = N (9) x x Równocześnie z ruchem przesuwanego ciała wwołanm napędem (przemieszczenie N do N i M do M ) wsępuje ruch ego ciała spowodowan drganiami podłoża. W wniku ego ruchu koniec wsępów chropowaości M przemieszcza się z położenia M do M, a koniec N z położenia N do N, a co się z m wiąże jego rzu pionow z położenia N do N. Ruch drgając podłoża opisan jes zależnością (3). Koniec M chropowaości nie jes jednak na sałe związan z podłożem, lecz ślizga się po nim. Sąd jego przemieszczenie wzdłuż osi, wwołane ruchem drgającm, sanowi M lko część przemieszczenia p podłoża w m kierunku: =η (0) M p gdzie: η współcznnik przeniesienia drgań. Na począku kolejnego przedziału czasu umown punk sku podłoża z przesuwanm ciałem znajduje się w punkcie M. Przemieszczenie podłoża w czasie równe jes: p [ sin( ω ( + ) ) sin( ) ] = u0 ω () Przemieszczenie o odpowiada odległości E na Rs. 3. Jednak wierzchołek M chropowaości znajduje się w wniku pierwszej faz ruchu nie w punkcie E, lecz w punkcie M. Jego przemieszczenie w kierunku osi wnosi więc M M =η E. Na Rs. 3 przjęo, że η =. Końcowe odkszałcenie sprężse chropowaości po ej fazie ruchu, po upłwie czasu wniesie: z k r r () C ( ) = z = z + z = z + v sgn( v ) z + p

-03 T R I B O L O G I A 75 Prędkość v r skierowana jes wzdłuż prosej N M. Jej kierunek względem osi 0x określa ką β (Rs. 3), a warość można obliczć z zależności: gdzie: v r N M N M N M z( ) = = (3) [ N ( + ) M ( + )] + [ M ( + ) N ( + )] N M = (4) x x Współrzędne punku M ( + ) wnoszą: ( ) = M ( + ) = N ( ) + v z cosγ M x + x n (5) M = N ( + ) = M ( + ) + η E = ( ) + z sinγ + η u [ sin( ω ( + ) ) sin( ω ) ] 0 (6) Znając warość z i ką β, można wznaczć końcowe położenie N punku N po czasie, gdż z = M ( + ) N ( + ). Punk en ma współrzędne: ( + ) = M ( + ) + z cos β N x x (7) ( + ) = M ( + ) z sin β N (8) Warości sin β i cos β można ławo wznaczć na podsawie Rs. 3. W kolejnch przedziałach czasu (, 3,, n ) ckl opisan równaniami (4) (8) powarza się. Chwilową warość sił arcia T po upłwie czasu wznacza się, zgodnie z modelem Dahla z zależności (). Składowe ej sił wzdłuż osi 0x i 0 wnoszą odpowiednio: Tx T ( + ) = k z( + ) cos β = k z (9) x ( + ) = k z( + ) sin β = k z (0)

76 T R I B O L O G I A -03 Średnia warość sił Tx wzdłuż osi 0x, w czasie jednego okresu drgań, odpowiada warości sił napędu niezbędnej do wprawienia ciała w ruch ślizgow i urzmania ego ruchu. Warość ę można wznaczć z zależności: Tx n = n i= Txi ( + ) i () gdzie n jes liczbą przedziałów czasowch, na jakie zosał podzielon jeden okres drgań: T n = = () f Porównując warość ej sił z siłą arcia Coulomba C, można wznaczć współcznnik redukcji sił napędu wwołanej wprowadzonmi drganiami: Tx r = (3) C Wkorzsując podane wżej zależności, opracowano w środowisku Malab/Simulink model obliczeniow do analiz wpłwu drgań scznch poprzecznch podłoża na siłę arcia i siłę napędu w ruchu ślizgowm. ANALIZY SYMULACYJNE I ICH DOŚWIADCZALNA WERYIKACJA W przeprowadzonch analizach smulacjnch i odpowiadającch im badaniach doświadczalnch przjęo nasępujące dane: prędkość napędu v n = 0,5 mm/s, częsoliwość drgań wmuszonch podłoża f = 3000 Hz, masa przesuwanego ciała m =,6 kg. Chropowaość skającch się powierzchni próbki górnej i dolnej bł akie same jak w poprzednich badaniach. Współcznnik szwności konakowej scznej podłoża wnosił: k = 67,9 N/µm. Zmianę ampliud prędkości drgań v a w badaniach doświadczalnch uzskiwano poprzez zmianę ampliud u 0 drgań wmuszonch. Jako miarę dobroci dopasowania modelu do wników badań doświadczalnch przjęo warość odchlenia średniokwadraowego σˆ współrzędnch punków wznaczonch doświadczalnie ( d ) względem punków wgenerowanch na podsawie opracowanego modelu ( m ). Warość ę wznaczano z zależności:

-03 T R I B O L O G I A 77 n ˆ σ = ( d m ) (4) n i= gdzie: n liczba punków pomiarowch. Na Rs. 4 i 5 przedsawiono wniki badań smulacjnch i odpowiadające im wniki badań doświadczalnch. Wniki przedsawione na Rs. 4 odnoszą się do ruchu ślizgowego realizowanego w obecności drgań poprzecznch, zaś wniki na Rs. 5 do ruchu prz drganiach wzdłużnch. W przpadku drgań poprzecznch najlepszą zgodność modelu z wnikami badań doświadczalnch uzskano, przjmując warość współcznnika przeniesienia drgań η = 0,705. Dla ej warości współcznnika η uzskano najmniejszą warość odchlenia średniokwadraowego wnoszącą σˆ = 0,055. W przpadku drgań wzdłużnch zgodność jes jeszcze lepsza, σˆ = 0,03. Rs. 4. Porównanie wników badań smulacjnch z wnikami badań doświadczalnch dla drgań poprzecznch, (η = 0,705) ig. 4. The comparison of he resuls of simulaions wih he resuls of experimen for ransverse vibraions, (η = 0.705) Rs. 5. Porównanie wników badań smulacjnch z wnikami badań doświadczalnch dla drgań wzdłużnch ig. 5. The comparison of he resuls of simulaions wih he resuls of experimen for longiudinal vibraions Widać, że opracowane modele dobrze odzwierciedlają rzeczwis wpłw drgań scznch na siłę arcia i siłę napędu w ruchu ślizgowm. Należ jednak zaznaczć, że prz drganiach poprzecznch, dla danch warunków wmuszenia, należ zawsze dokonać idenfikacji współcznnika przeniesienia drgań.

78 T R I B O L O G I A -03 PODSUMOWANIE Przeprowadzone badania doświadczalne i analiz smulacjne wkazał, że kierunek drgań scznch ma ison wpłw na poziom redukcji sił arcia w ruchu ślizgowm. Badania wkazał akże, że prz drganiach wzdłużnch isnieje wraźna graniczna warość ampliud prędkości drgań wmuszonch, poniżej kórej zjawisko redukcji nie zachodzi. Prz drganiach poprzecznch akiej granic nie ma. Orginalne, opracowane przez auorów, modele obliczeniowe bardzo dobrze odzwierciedlają rzeczwis wpłw drgań scznch na siłę arcia w ruchu ślizgowm, co swarza przesłanki do wkorzsania ch modeli do serowania siłą arcia, np. prz pozcjonowaniu mechanizmów. Opracowane modele nie są jednak uniwersalne. W odniesieniu do drgań scznch rozwiązaniem docelowm będzie opracowanie modelu umożliwiającego prowadzenie analiz prz drganiach zorienowanch dowolnie względem kierunku przesuwu. Drgania wzdłużne, cz eż poprzeczne prosopadłe do kierunku poślizgu, sanowią lko szczególne przpadki akich drgań. Należ również podkreślić, że analiz smulacjne i badania doświadczalne, kórch wniki przedsawiono w niniejszej prac, wkonane zosał prz sosunkowo małch naciskach powierzchniowch na powierzchni sku przesuwanego ciała z podłożem. Prz akich naciskach odkszałcenie sku, już w począkowej fazie obciążenia scznego, ma charaker nieliniow, ak jak o opisuje model Dahla. Prz naciskach większch może pojawić się jednak faza odkszałceń liniowo-sprężsch. Sąd eż konieczne jes rozszerzenie opracowanego modelu o inne, bardziej złożone modele arcia uwzględniające ę fazę, np. model Dupona cz eż zw. model LuGre. LITERATURA. Sork H., Limann W., Wallaschek J., Mracek M.: The effec of fricion reducion in presence of ulrasonic vibraions and is relevance o raveling wave ulrasonic moors, Ulrasonics, 40, 00, s. 379 383.. Tsai C.C., Tseng C.H.: The effec of fricion reducion in he presence of in plane vibraions, Archive of Applied Mechanics, 75, 006, s. 64 76. 3. Guowski P., Leus M., Parus A.: Badania doświadczalne wpłwu drgań konakowch scznch wzdłużnch na siłę arcia, Modelowanie Inżnierskie, 35, 4, 008, s. 35 44. 4. Leus M., Guowski P.: The analsis of longiudinal angenial conac vibraion effec on fricion force using Coulomb and Dahl models, Journal of Theoreical and Applied Mechanics, 46,, 008, s. 7 84. 5. Guowski P., Leus M.: Redukcja sił napędu w ruchu ślizgowm pod wpłwem drgań scznch wzdłużnch, Tribologia, 6, 009, s. 3 7. 6. Dahl P.R.: Solid fricion damping of mechanical vibraions, AIAA Journal, 4, 976, s. 675 68.

-03 T R I B O L O G I A 79 Niniejsza praca zosała w dużej części wkonana w ramach projeku badawczego własnego nr N N50 340 finansowanego przez Narodowe Cenrum Nauki w Krakowie. Summar The original compuaional model for he analses of he influence of angenial ransverse vibraions of he foundaion on fricion force in sliding moion is presened in his paper. This model was implemened in a Malab/Simulink environmen and was used in simulaion analses of changes of fricion force under he influence of forced vibraions of he foundaion. Similar analses were carried ou for vibraions excied in he longiudinal direcion. An excellen agreemen of he simulaion analses resuls wih hose obained experimenall was achieved.