A tapadási súrlódási együttható miért nagyobb a csúszási súrlódási együtthatónál?

"Egyenlő is lehetne. Miért nem az?"

Több modellben egyenlőnek veszik. Az eltérés tipikusan akkor elenyészőbb, ha a súrlódási tényezők kicsinyek. Ilyenkor ugyanis a súrlódás kialakulása tekintetében a molekuláris erők a mérvadók, azaz az adhéziós erők.

Legegyszerűbb példa erre az üveglapok egymás közti súrlódása, vagy éppen kellő felületi finomsággal megmunkált ólomtömbök mozgása.

Bár a jelenség vizsgálatával manapság is sokan foglalkoznak, pontos magyarázat a mai napig nincs arra vonatkozóan, hogy az eltérésnek mi az oka.

Mechanikai modellek léteznek persze, ezek többnyire makroszkópikusan vagy mikroszkópikusan közelítik a problémát.

Megjegyzendő, a Coulomb-súrlódásos rendszerek dinamikai és szimulációs vizsgálata több szempontból is problémás. Aki konyít valamit a differenciálszámításhoz, az tudja, hogy folytonos függvényekkel kényelmes dolgozni. A Coulomb-súrlódás viszont olyan, hogy signum-függvénnyel írható le, amely pl. egy lengőrendszer vizsgálatánál gerjesztésként jelenik meg. Ma is komoly kutatások folynak ezen területen, akadozó csúszás néven.

"Egyenlő is lehetne. Miért nem az?"

Jó, akkor nagyobb vagy egyenlő. Bár ha egyenlő, az már inkább a folyadékon úszó testekre jellemző, nem két szilárd felületre.

"Sajnos még nem tudok eleget a teljes válaszod értelmezéséhez. De köszönöm :D "

Tisztelt Kérdező!

Ha valami nem egészen világos a válaszomban, kérdezz nyugodtan, mert abból tanul az ember a lagtöbbet.

Legalábbis a sokéves tapasztalat ezt mutatja. Mindig tanul az ember valami újat.

Még mérnökként is azt kell mondanom, a szakmai kihívások közé tartozik az, hogy fejlődjön az ember és új technológiákat, vagy új megoldási módszereket ismerjen meg, és az új megoldások felé nyitott legyen.

A gondolatmenetet átültetve a kérdésedre, ez azt jelenti, hogy neked megtanítottak két dolgot. Az egyik az, hogy a súrlódást egy együtthatóval lehet jellemezni, amely anyagfüggő. A másik az hogy a súrlódóerő arányos a felületeket merőlegesen összenyomó erővel, az arányossági tényező pedig épp a súrlódási együttható.

Valójában ez is egy mechanikai modell, amelyet számtalan helyen alkalmaznak, és azt mondhatjuk, hogy az esetek 95%-ban fedi is a valóságot. Például a gépiparban is, ahol az erő -és nyomatékátvitel jelentős szerepet kap, súrlódó betétes hajtásoknál ez egy nagyon jó közelítő eljárás a valóság megközelítéséhez, és a mai napig többnyire ezt használják.

"Akkor ha jól gondolom, még senki sem tudja a biztos választ a kérdésemre. "

A fölvetődő mechanikai problémákat az ipar valójában modellekkel közelíti meg. Ez azt jelenti, hogy mérési és tapasztalati úton matematikai modelltörvényeket állítunk fel. A jó modelltörvény az, amikor az elméleti és a mérési eredmények közel azonos eredményt adnak.

A Coulomb-féle súrlódási modell az egyike ennek. Igen jó összhangot találhatunk a modell és a mérési eredmények közt. Ezért használják széleskörűen.

Viszont mivel modellről beszélünk, mindig meg kell határoznunk az érvényességi kört.

Azaz meg kell állapítanunk azokat a feltételeket, amelyek mellett a modelltörvény helyes. Az esetek 70%-ban ez a paraméterek behatárolását jelentik.

Például a Coulomb-féle súrlódási modellben az szerepel egyik kikötésként, hogy a súrlódási együttható független a felület nagyságától.

Ez egy darabig igaz is. Viszont ha igen éles, rendkívül kis felületeket vizsgálunk, akkor a Coulomb-féle modell érvényét veszti, mert nem alkalmas a vizsgálandó fizikai probléma matematikai leírására és elemzésére.

Ilyenkor új modellt kell alkotnunk, vagy a meglévőt módosítanunk.

Hasonlóképp áramlástani problémáknál több felvetés is érdemre jut. Pl. a gépiaparban a forgórészek jelentős részét siklócsapágyakkal építik be, ahol a modellezése a rendszernek nem nyílvánvaló.

Már pedig ahol forgó alaktrészek működnek, ott számolni kell azzal, hogy mekkora a sebesség. A gépipar jelenleg ezt úgy oldja meg, hogy a gyártók különböző kenőanyagokra és acélokra megadják az ún. Stribeck diagramot.

A tervező ennek felhasználásával tudja érdemben a csapágyakat kiválasztani, és az élettartam-számításokat elvégezni.

"Az egyenlőségre visszatérve: a tankönyvem többször kiemeli, hogy nagyobb. De már nem veszem szentírásnak."

Bizonyos határokon belűl szentírásnak veheted. Az érvényesség meghatározásakor viszont mindig azt kell figyelembe venni, milyen probléma megoldására használja az ember a modellt. Egyenlőnek venni a kettőt többnyire akkor szokás, ha a vizsgált rendszer erre kevésbé érzékeny. Egyik tipikus ilyen alkalmazás a végeselemes-szoftverek, amelyek általánosságban rosszul kezelik azt, ha egy függvényben ugrás van.