Bevezetés a mechatronikába - MEK

Fizikai rendszerek modellezése
3.2. Nemlineáris jelenségek
A súrlódás nemlineáris összetevői
A száraz súrlódás két test között jelentkező nemlineáris jelenség, ha ezek csúszva
vagy gördülve mozdulnak el egymáson. Két összetevőből áll: az úgynevezett statikus
(F s ) és Coulomb féle súrlódás (F C ). A statikus súrlódás a test nyugalmi helyzetében
lép fel (az érintkező felületek között), amikor az illető erő, mellyel a testre
hatunk (f), nem lép túl egy küszöbértéket (F h ). Ekkor a statikus súrlódási erő megegyezik
az általunk kifejtett erővel, és ezzel ellentétes irányban hat. Ha viszont a
határértéket átléptük, akkor ez a típusú erő megszűnik, és a test mozogni kezd.
Összefoglalva a fentieket felírható:
f
f
s
s
f ,
0,
v
ha
ha
v
v
0 és f
0.
F ,
h
(3.9)
-F S
-F C
F C
F S
f
3.7. ábra
A súrlódási erő összetétele
A másik típusú erő a Coulomb féle súrlódási erő (kisebb mint az F h ): értéke független
az általunk kifejtett erőtől, míg irányítása mindenkor ellentétes ez utóbbi erő
irányításával. Ezek közös hatását ábrázolja a 3.7. ábra, melyen egy test sebességének
változása van feltüntetve, a rá ható, a mozgási síkkal párhuzamos erő függvényében.
fC
FC
, ha v 0,
(3.10)
f F , ha v 0.
C
C
25