滚动摩擦英文解释翻译、滚动摩擦的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【化】 rolling friction
相关词条:
1.rollingfriction 2.roolingfriction
分词翻译:
滚的英语翻译:
roll; trundle
【医】 rolling
动摩擦的英语翻译:
【化】 dynamic friction; kinetic friction; running friction
【医】 kinetic friction
专业解析
滚动摩擦(Rolling Friction)是指物体在另一物体表面滚动时受到的阻碍作用,其本质是接触面因弹性形变产生的能量损耗。与滑动摩擦不同,滚动摩擦的阻力远小于滑动摩擦,因此广泛应用于轴承、轮胎等机械设计中。以下是详细解释:
一、物理机制与定义
滚动摩擦主要由以下因素引起:
- 接触面形变:物体滚动时,接触区域发生弹性形变,导致压力分布不均,形成阻碍滚动的力矩 。
- 粘附效应:微观层面接触点存在分子间作用力,滚动时需克服瞬时粘附 。
- 表面粗糙度:凹凸表面导致滚动体需"爬越"微小障碍,消耗能量 。
数学表达式为:
$$F_r = frac{mu_r cdot N}{r}$$
其中 (F_r) 为滚动摩擦力,(mu_r) 为滚动摩擦系数,(N) 为法向压力,(r) 为滚动体半径。
二、工程应用与参数
- 典型值范围:滚动摩擦系数通常为 (10^{-3} sim 10^{-5})(如钢轮在钢轨上 (mu_r approx 0.001)),远低于滑动摩擦((0.1 sim 0.5))。
- 优化设计:通过使用滚珠轴承、降低表面粗糙度或添加润滑剂,可显著减小滚动摩擦 。
三、权威参考文献
- 《机械工程手册》(第5版):滚动摩擦的力学模型与计算公式(第3章 "摩擦学基础")。
- MIT OpenCourseWare: Lecture Notes on Friction Mechanisms(链接:MIT OCW),解析接触形变与能量损耗。
- 《Tribology International》期刊: Elastic Hysteresis in Rolling Friction(DOI:10.1016/j.triboint.2019.105906),详述材料滞回效应的影响。
注:部分文献需通过学术数据库访问,建议优先查阅权威工程手册或高校公开课程资源以验证数据准确性。
网络扩展解释
滚动摩擦(Rolling Friction)是指当一个物体在另一个物体表面滚动时,因接触面形变或能量损耗而产生的阻碍滚动的力。其本质与滑动摩擦不同,通常数值更小,这也是轮子等滚动装置能有效减少阻力的原因。
核心特点
-
成因
滚动摩擦主要源于接触区域的微观形变。例如,轮胎压在地面时,两者均发生弹性或塑性变形,导致接触面并非理想点接触,从而产生阻力。此外,材料内部分子间的黏附作用也会消耗能量。
-
公式表达
滚动摩擦力 ( F ) 的计算通常为:
$$
F = frac{mu_r cdot N}{r}
$$
其中,( mu_r ) 是滚动摩擦系数(与材料相关),( N ) 为法向力(如物体重力),( r ) 为滚动体的半径。该公式表明,半径越大,滚动摩擦越小。
-
与滑动摩擦的对比
滚动摩擦系数(如钢轮与钢轨间约为 ( 0.001 ))远小于滑动摩擦系数(如钢与钢间约 ( 0.1 )),因此滚动更省力。例如,推动带轮子的箱子比直接滑动箱子容易得多。
影响因素
- 材料性质:硬材料(如钢轨)形变小,摩擦更低。
- 表面状态:粗糙表面会增加形变和能量损耗。
- 载荷与半径:载荷越大或半径越小,摩擦越显著。例如,卡车轮胎需更大的半径和更高胎压以减少阻力。
实际应用
- 交通运输:汽车轮胎通过优化胎压和花纹设计降低滚动摩擦,节省燃油。
- 机械工程:滚珠轴承利用滚动替代滑动,减少机械部件磨损。
- 运动器材:自行车轮充气不足时,骑行费力,因形变增大导致摩擦升高。
通过合理选择材料、优化接触面设计或使用润滑剂,可有效控制滚动摩擦,提升效率。
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