Phân tích chuyển động dính – trượt ở vận tốc thấp của một hệ dao động ma sát có thành phần cản phi tuyến và chịu kích động ngoài tuần hoàn
234 lượt xemDOI:
https://doi.org/10.54939/1859-1043.j.mst.76.2021.157-166Từ khóa:
Ma sát khô; Chuyển động dính-trượt; Hiệu ứng Stribeck; Tuần hoàn; Hỗn độn.Tóm tắt
Nghiên cứu này tập trung phân tích chuyển động vận tốc thấp của hệ dao động dính – trượt có cản phi tuyến dưới tác dụng của tải ngoài tuần hoàn và của lực ma sát mô tả bởi mô hình LuGre. Đối với chuyển động trong miền vận tốc thấp, mô hình LuGre bắt được hiệu ứng Stribeck, vốn là hiệu ứng ma sát mà trong đó lực ma sát giảm khi vận tốc tăng. Mô hình hệ gồm một vật nặng có liên kết lò xo tuyến tính và cản phi tuyến, được đặt trên một băng tải chuyển động với vận tốc tương đối thấp. Kết quả nhận được chỉ ra rằng, dưới tác dụng của tải trọng ngoài tuần hoàn, ứng xử của hệ là phong phú, trong đó có thể xuất hiện các chuyển động tuần hoàn hoặc các chuyển động có tính chất hỗn độn. Đặc trưng chi tiết của các dạng chuyển động được khảo sát thông qua phương pháp giải số.
Tài liệu tham khảo
[1]. A.H. Brian, "Control of Machines with Friction," Springer Science+Bussiness Media, New York 1991.
[2]. H. Olsson, K.J. Astrom, C. Canudas de Wit, M. Cafvert, P. Lischinsky, "Friction Models and Friction Compensation," European Journal of Control, 4(1998), pp. 176-195.
[3]. B. Armstrong-Helouvry, "Stick slip and control in low-speed motion," IEEE Transactions on Automatic Control, 38(1993), pp. 1483-1496.
[4]. M.J. Moharrami, C. de Arruda Martins, H. Shiri, "Nonlinear integrated dynamic analysis of drill strings under stick-slip vibration," Applied Ocean Research, 108(2021), pp. 102521.
[5]. Jih-Hua Chin, Chun-Chien Chen, "A study of stick-slip motion and its influence on the cutting process," International Journal of Mechanical Sciences, 35(1993), pp. 353-370.
[6]. S.W. Yoon, M.W. Shin, W.G. Lee, H. Jang, "Effect of surface contact conditions on the stick–slip behavior of brake friction material," Wear, 294–295 (2012), pp. 305-312.
[7]. J. Behrendt, C. Weiss, N.P. Hoffmann, "A numerical study on stick–slip motion of a brake pad in steady sliding," Journal of Sound and Vibration, 330(2011), pp. 636-651.
[8]. B. Feeny, A. Guran, N. Hinrichs, K. Popp, "A historical review on dry friction and stick-slip phenomena," Applied Mechanics Reviews, 51(1998), pp. 321-341.
[9]. S. Kato, K. Yamaguchi, T. Matsubayashi, "Stick-slip motion of machine tool slideway," Journal of Engineering for Industry, No. 73-DET-32(1974), pp. 557-565.
[10]. H.I. You, J.H. Hsia, "The influence of friction-speed relation on the occurrence of stick-slip motion," Transactions of the ASME, 117(1995), pp. 450-455.
[11]. I.V. Ponomarev, A.E. Meyerovich, "Surface roughness and effective stick-slip motion", Physical Review E, 67(2003), pp. 026302.
[12]. Y. Kligerman, M. Varenberg, "Elimination of stick-slip motion in sliding of split or rough surface," Tribology Letters, 53(2014), pp. 395-399.
[13]. W. Lin, J.P. Chavez, Y. Liu, Y. Yang, Y. Kuang, "Stick-slip suppression and speed tuning for a drill-string system via proportional-derivative control," Applied Mathematical Modelling, 82(2020), pp. 487-502.
[14]. X. Zheng, V. Agarwal, X, Liu, B. Balachandran, "Nonlinear instabilities and control of drill-string stick-slip vibrations with consideration of state-dependent delay," Journal of Sound and Vibration, 473(2020), pp. 11523.
[15]. H.S. Han, K.H. Lee, "Experimental verification of the mechanism on stick-slip nonlinear friction induced vibration and its evaluation method in water-lubricated ster," Ocean Engineering, 182(2019), pp. 147-161.
[16]. A.R. Crowther, R. Singh, "Analytical investigation of stick-slip motions in coupled brake-driveline systems," Nonlinear Dynamics, 50(2007), pp. 463-481.
[17]. C. Canudas de Wit, "Comments on: A new model for control of systems with friction," IEEE Transactions on Automatic Control, 43(1998), pp. 1189-1190.
[18]. P. Saha, M. Wiercigroch, A. Stefanski, "A modified LuGre friction model for an accurate prediction of friction force in the pure sliding regime," International Journal of Non-linear Mechanics 80(2016) 122-131.
[19]. D. Pikunov, A. Stefanski, "Numerical analysis of the friction-induced oscillator of Duffing’s type with modified LuGre friction model," Journal of Sound and Vibration, 440(2019), pp. 23-33, DOI: 10.1016/j.jsv.2018.10.003.
[20]. N. N. Hieu, P. N. Chung, "Analysis of stability and stick-slip motion of a friction-induced vibrating system with dwell-time effect," International Journal of Mechanical Sciences, 205(2021), pp. 106605.
