Чудо  - Рациональность - Наука - Духовность

Клуб Исследователь - главная страница

ЖИЗНЕННЫЙ ПУТЬ - это путь исследователя, постигающего тайны мироздания

Чем больше знаешь, тем больше убеждаешься что ни чего не знаешь...

Главная

Библиотека

О клубе
ГАИ "Алтай-Космопоиск"
Путеводитель по Алтаю
Маршруты (походы)
   Туризм

X-files

Наука и технологии

Техника и приборы

Косморитмодинамика

Новости

Фотоальбомы

Видеоальбомы

Карты (треки)

Прогноз погоды

Контакты

Форум

Ссылки, баннеры

 

Наш сайт доступен

на

52 языках

 

 
Если вам понравился сайт, то поделитесь со своими друзьями этой информацией в социальных сетях, просто нажав на кнопку вашей сети.
 
 
 
 
 
  Locations of visitors to this page
LightRay Рейтинг Сайтов YandeG Яндекс цитирования Яндекс.Метрика

 

Besucherzahler

dating websites

счетчик посещений

russian brides

contador de visitas

счетчик посещений

 

 

Здесь

может быть ваша реклама.

 

Наука и технологии

Виртуальный фонд естественнонаучных и научно-технических эффектов "Эффективная физика"
А  Б  В  Г  Д  Е  Ж  З  И  Й  К  Л  М  Н  О  П  Р  С  Т  У  Ф  Х  Ц  Ч  Ш  Щ  Ы  Э  Ю  Я   По связи разделов
Трение при ультразвуковых воздействиях
Трение при ультразвуковых воздействиях

Анимация

Описание

Трение - механическое сопротивление, возникающее тангенциально к поверхности касания двух соприкасающихся тел при их относительном перемещении. Сила сопротивления F, направленная противоположно относительному перемещению данного тела называется силой трения; она зависит от коэффициента сухого трения m, силы Р, с которой одно тело прижимается к другому и других факторов. На преодоление силы трения затрачивается определенная работа.

Если каким-либо способом в одном из соприкасающихся тел возбудить ультразвуковые колебания с частотой f, то сила трения уменьшится; соответственно за счет ультразвуковых колебаний уменьшается и работа на преодоление трения. Возможны два случая преодоления колебаний. Первый (рис. 1а) - когда колебательные смещения x ориентированы перпендикулярно к плоскости соприкосновения тел, а следовательно, и  направлению скорости их относительного перемещения u.

 

Схема, иллюстрирующая направление перемещения тела и ориентацию ультразвуковых колебаний

 

 

Рис. 1а

 

По мере увеличения амплитуды ультразвуковых колебаний xm возрастает амплитуда колебательного ускорения (2pf)2xm а также колебательная сила, амплитуда которой Nm. Если величина Nm превосходит силу Р, то возникает периодический отрыв соприкасающихся тел друг от друга. Сила трения при этом действует не все время, а только в те доли периода колебаний Т=1/f, когда тела соприкасаются. Можно считать, что в этих условиях имеет место эффективная сила трения ', величина которой меньше F. Если Nm >>Р, то эффективная сила трения стремится к нулю.

Во втором случае (рис. 1б) колебания ориентированны параллельно плоскости соприкосновения тел и постоянной скорости u, поэтому контакт тел не прерывается.

 

Схема, иллюстрирующая направление перемещения тела и ориентацию ультразвуковых колебаний

 

 

Рис. 1б

 

Направление ультразвукового смещения в течение одной половины периода совпадает с направлением движения тела, а в течение другой половины - противоположно ему. Если амплитуда колебательной скорости xm<(где xm = 2pf), то при сложении скоростей (рис. 2а) вектор суммарной скорости uс все время совпадает с направлением движения тела и сила трения сохраняет свое направление и величину такими же, как и в отсутствие ультразвука.

 

Сложение колебательной скорости x и постоянной скорости u и происходящее при этом изменение силы трения FТ между соприкасающимися телами при x<u

 

 

Рис. 2а

 

 При x>u в течение части периода , равной 1/2Т-2t1 (рис. 2б), вектор uс направлен в сторону, противоположную движению тела, и, следовательно, сила трения оказывается направленной в ту же сторону, что и вызывающая движение тела внешняя сила.

 

Сложение колебательной скорости x и постоянной скорости u и происходящее при этом изменение силы трения FТ между соприкасающимися телами при x>u

 

 

Рис. 2б

 

Таким образом, сила трения способствует движению тела, уменьшая необходимую для этого внешнюю силу. Здесь также можно ввести эффективную силу трения F'<F, причем F'»F/n, где n=p/2Чx/u при x>u.

Временные характеристики

Время инициации (log to от -2 до -2);

Время существования (log tc от -1 до 9);

Время деградации (log td от -2 до -1);

Время оптимального проявления (log tk от 0 до 6).

Диаграмма:

Технические реализации эффекта

Техническая реализация трения при ультразвуковых воздействиях

Тело лежит на наклонной плоскости, угол которой близок к предельному углу соскальзывания. Ультразвук возбуждается в теле контактным пьезоизлучателем, закрепленным на его поверхности. При этом тело соскальзывает вниз.

Применение эффекта

Эффект влияния ультразвуковых колебаний на трение используется для уменьшения сопротивления при вращении валов, устранения заедания в осях приборов и т.д. Снижением трения под воздействием ультразвука обеспечивается эффективная промышленная реализация технологических процессов, связанных с пластической деформацией твердых тел. Например, прокатка, резание (сверление, фрезерование, шлифование и т.п.) металла.

Литература

 1. Ультразвук. / Под ред. И.П. Голяминой.- М.: Советская Энциклопедия, 1979.

 2.  Бреховских Л.М., Гончаров В.В. Введение в механику сплошных сред.- М.: Наука, 1982.

Ключевые слова

  • трение
  • коэффициент трения
  • ультразвук
  • колебания
  • отрыв поверхности

Разделы естественных наук:

Акустика
Динамика
Кинематика

Формализованное описание Показать