| Titel | Weiche und steife aktive Reibungsbeeinflussung durch Schwingungen und deren Energieeffizienz |
| Autor | J. Benad, M. Popov, K. Nakano, V. L. Popov |
| Infos zum Autor | J. Benad (1,*), M. Popov (1,2,3), K. Nakano (4), V. L. Popov (1,2,*) 1) Technische Universität Berlin, Berlin 10623, Germany *) Corresponding author: mail@jbenad.com, v.popov@tu-berlin.de |
| Inhalt | Die vorliegende Arbeit baut auf den Resultaten zweier kürzlich erschienener theoretischer Studien zur Beeinflussung von Reibung durch Normaloszillationen und durch seitliche Oszillationen auf. Die Resultate werden hier zum Teil in ein kompakteres und dimensionsloses Format gebracht, sodass die Ergebnisse für beide Moden in einer konsistenten Form gegenübergestellt werden können. Dabei wird gezeigt, dass im betrachteten System der makroskopische Reibungskoeffizient nur eine Funktion einer dimensionslosen Gleitgeschwindigkeit und einer dimensionslosen Schwingungsamplitude ist. Außerdem wird zum erstem Mal die Energieeffizienz beider Moden charakterisiert, indem die benötigte Energie für die Gleitbewegung einschließlich der Oszillationen mit der benötigten Energie für die Gleitbewegung ohne die Oszillationen verglichen wird. Es wird gezeigt, dass dieses Verhältnis auch nur eine Funktion der beiden dimensionslosen Systemparameter ist. Wir betrachten ein einfaches Modell einer Feder in einer verschiebungsgesteuerten Umgebung. Systemdynamische Rückkopplung wird vernachlässigt. Das untere Ende der Feder gleitet, haftet, oder springt auf einer festen Ebene. Im Fall von Normal-oszillation kann der makroskopische Reibungskoeffizient nur verringert werden, wenn der Kontaktpunkt eine Bewegung partiellen Haftens und Gleitens vollzieht (steife Reibungsbeeinflussung). Im Fall von seitlichen Oszillationen hingegen kann der makroskopische Reibungskoeffizient auch verringert werden, wenn der Kontaktpunkt kontinuierlich gleitet (weiche Reibungsbeeinflussung). Es wird gezeigt, dass die Bewegung mit den überlagerten seitlichen Oszillationen für jede Wahl der Systemparameter mehr Energie benötigt als die entsprechende Bewegung ohne Oszillationen. Im Fall der Normaloszillationen gibt es jedoch Kombinationen von Systemparametern für die die Bewegung mit den überlagerten Oszillationen weniger, gleich viel, oder mehr Energie benötigt als für die Referenzbewegung ohne Oszillationen. |
| Datum | 2018 |
