A száraz súrlódás néhány modelljének numerikus vizsgálata

Numerical analysis of some of the models describing dry friction

Abstract

The phenomenon of dry friction is present in many fields of mechanical engineering. It plays an important role in areas such as the wheel-road connection, brake systems, or gas turbine blades, and has an impact not only on reliability but also on positioning accuracy and efficiency. Engineers have been trying to model this complex phenomenon mathematically since the 18th century. By examining their models, many nonlinear dynamic phenomena can be discovered, which may also have an impact on the operation of our devices. We present a simple one-degree-of-freedom mechanical system with different friction models, in which chaotic behavior can arise. We also highlight some additional phenomena, which are a peculiarity of the so-called piecewise smooth mechanical systems and occur in this model as well.

Kivonat

A száraz súrlódás jelensége a gépészet számos területén jelen van. Olyan területeken játszik fontos szerepet, mint a kerék-út kapcsolat, fékberendezések, vagy gázturbinák lapátjai, és kihatással van a megbízhatóság mellett a beállási pontosságra és a hatásfokra is. A mérnökök igyekeztek ezt az összetett jelenséget már a 18. századtól matematikailag kezelhetően modellezni. Modelljeiket megvizsgálva számos nemlineáris dinamikai jelenség fedezhető fel, melyek ugyancsak kihatással lehetnek a berendezéseink működésére. Bemutatunk egy egyszerű egy szabadságfokú mechanikai rendszert, melyben különböző súrlódási modellek felhasználásával kaotikus viselkedés is megvalósulhat. Kiemelünk néhány további jelenséget, mely az ún. szakaszosan sima mechanikai rendszerekre jellemző, és ebben a modellben is előfordul.