振动减阻机理及其影响因素分析

在过去的 30多年里，振动对物体表面间摩擦力的影响已逐渐被人们所了解。不仅从实验上对此现象进行了大量研究，也尝试将该现象投入实际应用。

已经有学者通过实验并用理论验证了接触面间摩擦力和振动之间存在着双向作用关系。-方面，摩擦在机械系统中可能是振动的来源，例如机械系统中的粘滑现象 。另-方面，作用在系统中的高频小幅振动也可显著改变系统中摩擦力的大小甚至方向。文献[2-3]用实验证明了超声振动能够减少接触面间的阻力，并给出了摩擦力与振动频率间的关系。文献[4]对法向振动减阻现象进行了实验研究，并对法向振动减阻现象给出了定性的解释。但以上文献都没有对振动参数对摩擦力的影响给出定量分析，笔者尝试用简单的理论来解释纵向振动及横向减阻机理，并定量研究振动参数对摩擦力大小的影响。

2 振动减阻机理研究根据振动方向与接触面法线方向的不同，振动减阻现象可以分为切向振动减阻，横向振动减阻，和法向振动减阻。本文假设物体受到的摩擦力为库伦摩擦，且仅阐述切向振动，横向振动的减阻机理，并给出其振动参数与摩擦阻力之间的定量关系。

2.1 纵向振动导致摩擦阻力变化所谓纵向振动，即物体A的滑动方向和基体 B的振动方向是共线的，因此在基体 B的每个振动周期中，物体 A受到的摩擦力方向始终与其滑动方向相同或者相反，不存在夹角关系。纵向振动减阻机理模型可以由图 1来描述。

F(图 1 纵向振动减摩模型示意图(模型-)在图1所示的模型中，假设物体 A以恒定运动速度 在基体B上向