Systems. Methods. Technologies 3 (43) 2019

Системы Методы Технологии. В.А. Коронатов. О корректном применении … 2019 № 3 (43) с. 35-43 41 Исходя из приводимых в специальной литературе экспериментальных характеристик трения, в частности, для колодок железнодорожного транспорта, можно заметить, что все они в той или иной мере близки к гиперболическому закону. В этих характеристиках, помимо температурного влияния, отображается и пе- ременность эффективной прижимной силы, которая тоже меняется по гиперболическому закону согласно формуле (5) или (7). Это говорит о том, что и коэффи- циент трения тоже должен либо меняться по закону, близкому к гиперболической зависимости, либо будет оставаться постоянным. Приведенные выше соображения дают основания сформулировать следующее предположение. Влияние температурного режима передается косвенно, через скорость скольжения  , и определяется через коэф- фициент трения скольжения, который, будем полагать, изменяется по гиперболическому закону:     , 1 T T T T b f f    (8) или может быть постоянным, если 0  T b , например, для фрикционно-теплостойких тел. Здесь T T b ,  — температурные коэффициенты аппроксимации, зависят только от температурного режима, который учитывает- ся неявно, а косвенно, через текущую скорость сколь- жения  ; T f — коэффициент трения, который может определяться с учетом скачка, при 0 f f T  , или без его учета, при 1 f f T  , в начале скольжения ( 0 1 , f f — обычные коэффициенты трения покоя и скольжения, их значения берутся в справочниках). Тем самым, со- гласно формулам (5) и (8), закон изменения для силы трения скольжения — характеристики трения опреде- лится тоже в виде гиперболической зависимости:                                                    .0 0 , 1 ; , 1 1 1 0 2 0 0 0 0 0 и при b Nf r при b Nf r b b r Nf N f F T T T T T T T T T эф (9) Здесь b ,  — коэффициенты аппроксимации, опре- деляемые через чисто кинематические 0 0 , b  и темпе- ратурные T T b ,  коэффициенты. Коэффициенты ап- проксимации b ,  можно определять и сразу, не опре- деляя чисто кинематические и температурные коэффи- циенты аппроксимации по отдельности, если не нужно будет определять закон изменения для коэффициента трения скольжения и применять экспериментальную характеристику трения в случаях поступательного движения тел пары. Для определения температурных коэффициентов аппроксимации T T b ,  необходимо будет сначала оп- ределить эффективную прижимную силу    эф N , а затем снять экспериментальную характеристику трения для изучаемой пары тел. Сравнивая полученную харак- теристику с записанной формулой (9), находятся тем- пературные коэффициенты аппроксимации T T b ,  , а значит, и сам закон изменения коэффициента трения от скорости скольжения. Последнее выражение в формуле (9) для случая, ко- гда 0  , что дает возможность распространить экс- периментальную характеристику трения и на случай поступательного движения тел пары. Следует сделать следующие замечания. • Коэффициент аппроксимации T  , предположи- тельно, будет иметь большое числовое значение. Это необходимо для того, чтобы характеристика трения была приближенно постоянной для начального диапа- зона малых скоростей, что было зафиксировано Куло- ном в его первых опытах для пар трения при поступа- тельном движении — и что не подтверждалось на экс- периментальных установках 2-го типа из-за наличия переменной эффективной прижимной силы    эф N . • Вопрос о нелинейной зависимости коэффициента трения от скорости    f или его постоянстве (когда 0  T b ) может быть решен только с помощью экспе- риментальной характеристики трения и знания эффек- тивной прижимной силы    эф N . • Подтверждение того, что коэффициент трения убывает с ростом скорости, как это принято считать в железнодорожном транспорте, будет получено, если удастся доказать, что коэффициент трения непостоя- нен. На что автор в своих предыдущих статьях [25; 26], собственно, и указывал. • Неаккуратное использование закона Кулона при- водило к тому, что для пар трения, где одно из тел со- вершает вращательное движение, коэффициент трения определялся неверно (его значение занижалось в   0 0 0 1   r b r раз, что соответствует той части пятна контакта, которую занимает кинематическая зона скольжения в текущий момент времени). • Фактически определена «физика» формирования экспериментальной характеристики трения — как ре- зультат изменений температурного режима и прижим- ной силы в кинематической зоне скольжения пята кон- такта. Изменение прижимной силы определяется мето- дом кинематических зон, дающим возможность приме- нять закон Кулона и при непоступательном скольже- нии тел. • Следует отметить, что приведенные рассуждения однозначно говорят о необходимости пересмотра принципов моделирования процессов торможения, ис- пользуемых в железнодорожном и автомобильном транспорте. До сих пор это делалось в значительной степени на полуэмпирическом уровне, и поэтому было трудно ожидать высокой точности при проведении расчетов. • Существенно, что, в отличие от приведенных вы- ше эмпирических соотношений, используемых в же-