物体在另一物体上滚动(或有滚动趋势)时遭到的制约作用是由物体和支承面接触处的形变而形成的。通常用滚动磨擦扭矩来量度。滚动磨擦扭矩的大小和支承力Fn成反比。即M=k·Fn,k为比列常数,称为“滚动摩阻系数”。
列车圆轮和支持面愈坚硬,则滚动磨擦愈小。若二者为绝对质心,则滚动磨擦就为零。此时,轮与支持面间只接触一条线,支承力N通过圆轮的轴心。滚动磨擦系数具有厚度的量纲,且有力臂的意义,常以毫米估算。其大小主要取决于互相接触物体的材料性质和表面状况(粗糙程度,温度等)有关。
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滚动磨擦系数的检测
滚动磨擦系数的检测,早已有一些试验方式。
林榕提出将一个铁块从某一高度落到一块粘性材料平面上时,或铁块沿一倾斜铁轨滚下时,在铁轨底端固定一粘性材料,这时球与粘性材料发生完全非弹性碰撞,球的动能与粘性物料的形弄成反比,通过转换粘性物料的形显得到了材料间的滚动磨擦系数。
这些检测方式对粘性物料的材质要求比较高(只能塑性变型,没有弹性形变),而粘性物料的变型量也较难确切的检测。
有研究利用高速摄像技术对小麦种子与有机玻璃、镀锌厚板与小麦种子间的滚动磨擦特点进行了试验研究,得到它们之间的滚动磨擦系数,并与离散元软件的仿真结果进行对比剖析,验证了这些检测方式的确切性。
该检测方式利用了高速摄像机平均摩擦力怎么算平均摩擦力怎么算,并对其结果进行一系列的处理,得到相应的结果。这些方式在实际的工程检测中过分复杂,对测试人员的试验能力和数据处理的要求比较高,不利于推广应用。
滚动磨擦力与滑动磨擦力一样,与物体对接触面的正压力成反比。普遍用的方式是通过物料的安息角来反推滚动磨擦系数,但这样所得的滚动磨擦系数范围很广,很难判定其确切性。有一种简单、准确的滚动磨擦系数工程化检测方式,并通过实际安息角与仿真安息角的对比,验证了检测的确切性。