The level of friction force reduction in sliding motion versus the amplitude and frequency of tangential vibrations

This work presents the results of comparative analyses of the influence of tangential longitudinal and tangential transverse vibrations on friction force in sliding motion. The analyses were conducted in the function of two principal vibrations parameters such as the frequency f and amplitude u₀. It has been demonstrated that, during longitudinal vibrations, the amplitude va of their velocity constitutes a key parameter on whose magnitude the initiation of reduction in friction force depends. However, the level of the reduction cannot be determined unequivocally based on the magnitude of this parameter alone. Analyses were carried out in the Matlab-Simulink environment with the use of our own original models and computational procedures utilizing Dahl’s, Dupont’s and LuGre dynamic friction models for the description of friction force. The results of simulating analyses were experimentally verified.

W pracy przedstawiono wyniki analiz porównawczych oddziaływania drgań stycznych wzdłużnych i drgań poprzecznych na siłę tarcia w ruchu ślizgowym. Analizy przeprowadzono w funkcji dwóch podstawowych parametrów drgań, jakimi są częstotliwość f i amplituda u₀. Wykazano, że przy drganiach wzdłużnych amplituda va ich prędkości jest parametrem kluczowym, od wartości, którego zależy wystąpienie redukcji siły tarcia. Jednak poziomu tej redukcji nie można określić jednoznacznie tylko na podstawie wartości tego parametru. Analizy przeprowadzono w środowisku Matlab/Simulink, przy wykorzystaniu oryginalnych, własnych modeli i procedur obliczeniowych wykorzystujących do opisu siły tarcia dynamiczne modele tarcia Dahla, Duponta i LuGre. Wyniki analiz symulacyjnych zweryfikowano doświadczalnie.