當一個滑動元件沿滑軌以相當低速滑動時,會產生一種稱為滯滑運動( Stick-Slip Motion) 的振動現象。本文首先由一個質量與彈簧組成的系 統,應用牛頓運動定律,建立其控制運動方程式,就適當的摩擦模式( Friction Model),分析滑動元件於低速狀態下所發生的滯滑運動。其次 設計一個產生滯滑運動的實驗裝置,探討在不同荷重、表面狀態及驅動速 度下滯滑運動之行為。本文將控制方程式無因次化後,得到以Sp(速度參 數)及Dp(阻尼參數)為參數的無因次方程式。在不同摩擦模式下,以數值 方法分析滯滑現象。由數值計算結果顯示,當動態系統之速度參數值增加 時,滯滑運動頻率隨之增加,滑動元件滑動之時間呈些微增加,而其停滯 時間、系統振動週期及彈簧振幅則隨速度參數增加而減小。阻尼有抑制滯 滑運動產生的作用。當系統無阻尼效應(Dp=0)時,系統易發生滯滑運動的 現象,但當Sp>3時,可視為停止滯滑運動。而阻尼參數愈大時,系統臨界 速度愈小,代表系統愈不易發生滯滑運動。典型的四種摩擦模式,對滯滑 運動各項性質影響不大,但啟動瞬間摩擦係數與相對速度之斜率降大小, 對滯滑運動則有明顯影響。當斜率降之值愈大時,系統臨界速度分界點就 愈小,表示滑動面愈不易產生滯滑運動的現象。本文並經由實驗顯示,材 料為鑄鐵與鑄鐵表面上作相對運動之滑動摩擦行為,呈多值型摩擦模式, 且發生滯滑運動之行為,與理論預測相符合。
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