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摩擦系数

摩擦系数是指两表面间的摩擦力和作用在其一表面上的垂直力之比值。它是和表面的粗糙度有关,而和接触面积的大小无关。依运动的性质,它可分为动摩擦系数和静摩擦系数。滑动摩擦力是两物体相互接触发生相对滑动而产生的。

如果两表面互为静止,那两表面间的接触地方会形成一个强结合力-静摩擦力,除非破坏了这结合力才能使一表面对另一表面运动,破坏这结合力-运\动前的力-对其一表面的垂直力之比值叫做静摩擦系数μs,写成式子如下:

(方程式图1)fs为静摩擦力

或 fs=μs*N; N为垂直力

而这破坏力也是要使物体启动的最大的力,我们又叫此力为最大静摩擦力。所以,我们应把上式改写成:

(方程式图2)

在物体启动后,如汽车过了些时候它会慢慢的减速下来,最后静止,这表示物体运动时,它的表面和另一表面,如地面,仍然存在摩擦力,而实验发现此力比静止时的摩擦力来得小,我们定义这摩擦力和垂直於地面的作用力叫做动摩擦系数μk,写成式子如下:

fk=μk*N

所以,由上我们可得知μs>μk

层流和湍流时摩擦阻力的计算方法不同1、层流时圆管摩擦系数λ

λ=64/Re

2、紊流时的λ

还无法从理论上推导出来,需查经验表(Moody图)或通过经验关系式计算。

紊流时,随雷诺数Re的增加,λ将减小,当Re增大到某一数值后,λ基本不变。

材料名称 静摩擦系数 动摩擦系数

无润滑 有润滑 无润滑 有润滑

钢-钢 0.15 0.1~0.12 0.1 0.05~0.1

钢-软钢 0.2 0.1~0.2

钢-铸铁 0.3 0.2 0.05~0.15

钢-青铜 0.15 0.15~0.18 0.1~0.15

软钢-铸铁 0.2 0.18 0.05~0.15

软钢-青铜 0.2 0.18 0.07~0.15

铸铁-铸铁 0.18 0.15 0.07~0.12

铸铁-青铜 0.15~0.2 0.07~0.15

青铜-青铜 0.1 0.2 0.07~0.1

皮革-铸铁 0.3~0.5 0.15 0.6 0.15

橡皮-铸铁 0.8 0.5

木材-木材 0.4~0.6 0.1 0.2~0.5 0.07~0.15

摩擦系数可能大于1

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