理论力学实验4数据和结果分析

实验数据及结果分析一、研究圆盘转速对摩擦系数测试值的影响圆盘在偏角相同时，测试质块在不同转速时的卩值，结果如下表所示:文件名转速偏角弹射力（初始速 度）摩擦系数O.3O.a.txt0301.793360.3087.30.a.txt7301.794870.37116.30.a.txt16301.976140.35026.30.a.txt26301.647330.350测试结果分析：测试质块以相同的偏角30 度入射圆盘，圆盘以不同的转速转动。1）、表格前两组数据，测试质块的弹射力（初始速度）几乎相等，圆盘的转速越 大，摩擦系数越大，说明圆盘转速对摩擦系数有影响，且圆盘转速越大，摩擦系 越大；2）、表格后两组数据，第三组的圆盘转速比第四组小lOrpm，转速比第四组小， 仿真的结果是两组摩擦系数相等，说明圆盘的转速和弹射力（初始速度）都对摩 擦系数测试值有影响。二、研究偏角对摩擦系数测试值的影响圆盘转动时，测试质块以不同偏角弹射入圆盘时的卩值，结果如下表所示:文件名转速偏角仿真时输入的摩擦系数圆盘静止时摩擦求解22.30.a.txt22300.2580.23222.15.a.txt22150.2480.33422.0.a.txt2200.3250.32122.15.a.txt22150.2930.26722.30.a.txt22300.2680.279测试结果分析：测试质块以不同的偏角入射到圆盘，圆盘以相同的转速22rpm转 动。1）圆盘静止时求解的摩擦系数和仿真时求解的摩擦系数之间的增减性无明显关联，仿真时求解的摩擦系数总是在圆盘静止时求解的摩擦系数附近波动。2）圆盘转速不变，测试质块的入射偏角为 0 时，圆盘静止时求解的摩擦系数和 仿真时求解的摩擦系数相差最小，几乎相等；3）测试质块入射圆盘的偏角等差增大时，圆盘静止时求解的摩擦系数和仿真时 求解的摩擦系数均先增后减，仿真时输入的摩擦系数在入射偏角为 0 度时最 大，圆盘静止时求解的摩擦系数在入射偏角为-15 度时最大。4）测试质块入射偏角对摩擦系数测试值随着偏角的绝对值增大而减小。三、根据测试所得摩擦系数E对*tx进行仿真，通过修改卩使仿真与实测绝 对轨迹拟合，再对九组曲线进行实测与仿真结果比较，分析其存在差异的原因。 （动态、需附图）图 1.SaflLEU 加怙UTM *；话咄J!： vT T- | a!J*r w.irt3f22.-30.a.txtfi 7 h.-斗 IE cszi图 2. 22.-15.a.txt图5. 22.30.a.txt图6. 030.a.txt图7. 7.30 .a. txt图8. 16.30.a.txtI叭I辭041*35?S-B肓巨山匾| UJ旦匹珀* *科 fiEK 着入芒 专题 mil 輛頭 W KfeB蝕油i/iSfiH-q ：*Hi：4t 話初星DT*坯） 啦裤叫 fefiii-k 1新尹胖|践npt第翩审苛卄BL屯1:西勺迂蔚“违-SHTD此耳垃聲的比农玄耳石：疋酒津 一恃耳眄恳图 9. 26.30. a. txt测试结果分析：（对九组曲线进行实测与仿真结果比较，分析其存在差异的原因： 1）测试质 块 入 射 口 的高度和圆盘的高度不在同一水平面，实验装置存在误 差，导致实测值和 仿真 值有一定的误差，仿真与实测绝对轨迹拟合不完全重合； 2）圆盘 面 制造材料不一定处处相同，表面粗糙程度也随着使用时间产生不同 程度的改变，故轨迹拟合出现分离，不完全处处重合；3）实验室环境不理想，对图像采集和识别产生影响，导致捕捉的测试质块运动 的坐标不完整，导致轨迹拟合有误差。4）仿真时输入的摩擦系数改变量不合适，导致仿真轨迹和实测轨迹相差较大， 存在误差。四、分析模型是否合理，对可变参数是否敏感？ 答：实验模型建立的很合理，充分利用了图像采集、辨识、分析技术，保证了实 验数据准确性，也可以根据需要大幅度改变实验相关参数，模型对可变参数敏感。五、质点与圆盘的动摩擦系数和哪些因素有关？ 答：质点和圆盘的接触面材料；质点和圆盘的接触面粗糙程度。