 |
|
 |  |
|
|
| |
 | Aeronautica | Comunicatii | Constructii | Electronica | Navigatie | Pompieri |
| Tehnica mecanica |
Determinarea coeficientului de frecare dinamic
1. Scopul lucrarii
Este determinarea variatiei coeficientului de frecare de alunecare cu viteza. Metoda folosita consta in analiza miscarii oscilatorii a unui corp cu ajutorul teoremei miscarii centrului de masa.
Dispozitivul se
compune din bara 1 de lungime ℓ
(ℓ = 138,5 [mm]) si greutate 
, care se aseaza liber pe rolele 2 si 3, aflate la o distanta
2a (a = 30,5 [mm]) una de
cealalta (fig. 1).
Figura 1
1 - bara; 2,3 - role; 4 - motor electric; 5 - curea;
6 - curea incrucisata; 7 - cadru; 8 - traductor inductiv;
9 - frecventmetru; 10 - autotransformator.
Cu ajutorul motorului electric 4 si a curelei 5, rola 2 este antrenata in miscare de rotatie in sens orar. Prin cureaua incrucisata 6, rola 3 este antrenata in miscare de rotatie in sens antiorar. Turatiile celor doua role sunt identice. Pentru determinarea turatiilor rolelor, pe cadrul 7 este montat traductorul inductiv 8 cuplat la frecventmetrul 9.
Dispozitivul este prevazut cu un autotransformator 10, cu ajutorul caruia se pot modifica turatiile celor doua role.
3. Efectuarea lucrarii
Printr-un impuls initial deplasand bara (respectiv centrul de masa al acesteia), aceasta va incepe sa execute o miscare alternativa fata de pozitia de echilibru stabil (punctul 0) in care centrul de masa se afla la mijlocul distantei 2a dintre axele celor doua role.
Odata cu schimbarea pozitiei centrului de masa, se schimba atat valorile
reactiunilor normale
si
, cat si fortele de frecare
si
ce actioneaza asupra barei (fig. 2).
Figura 2
De exemplu pentru pozitia aratata in fig. 2, scad N1 si T1 si cresc N2 si T2. Cand forta de frecare T1 devine suficient de mica, se produce alunecarea barei pe rola respectiva si odata cu aceasta se schimba si sensul de miscare al barei (de la dreapta spre stanga).
Pentru o pozitie oarecare al barei, caracterizata prin deplasarea x a centrului de masa C fata de punctul 0, ecuatia miscarii centrului de masa este:
(1)
unde:
(2)
Scriind
doua ecuatii de momente 
se determina reactiunile
N1 si N2:
Inlocuind (3) in (2) si (1), se obtine:
(4)
(5)
Solutia ecuatiei diferentiale (5) este:
(6)
unde: 
.
Rezulta ca miscarea centrului de masa al barei este o miscare oscilatorie armonica avand centrul in 0. Perioada acestei miscari este:
(7)
Din (7), se obtine:
(8)
unde: 
-
a - distanta de la punctul de echilibru 0 al centrului de masa C,
pana la axa unei role;
g - accelaratia gravitationala ( = 9,81 [m/s2]).
Masurand perioada T a miscarii oscilatorii, cu rel. 8 se calculeaza coeficientul de frecare. Pentru a mari precizia calculelor se cronometreaza cu un cronometru timpul necesar pentru trei oscilatii complete ale barei. Impartind apoi cu 3 valoarea cronometrata, se gaseste perioada miscarii.
Pentru a stabili o legatura intre valoarea coeficientului de frecare de alunecare si viteza corespunzatoare, se citeste pe indicatorul frecventmetrului 9 (pe scara 0÷100) numarul de impulsuri pe secunda emise de traductorul inductiv 8. Stiind ca 1 imp/s = 10 rot/min, se determina turatia si apoi cu rel. 9 se calculeaza viteza.
(R = 90 [mm]) (9)
Datele masurate si calculate se trec in tab. 1
|
Nr. Crt. |
Perioada T [s] |
Turatia n [rot/min] |
Coef. de frecare µ |
Viteza v [m/s] |
Tabelul 1
Pe baza tab.1, se traseaza intr-un sistem de axe avand in abscisa viteza v si in ordonata coeficientul de frecare la alunecare m, curba m = f(v).
Copyright © 2024 - Toate drepturile rezervate
