WOLFRAM

Génie mécanique

Utilisez System Modeler pour modéliser et simuler des problèmes de dynamique, y compris des mécanismes et des machines avec des comportements cinématiques, dynamiques et thermiques. Étudiez et résolvez les problèmes de vibration.

Roue à frottement sec

Bien que les véhicules à roues constituent un mode de transport important depuis plus de 5000 ans, le comportement dynamique des interactions entre la roue et la surface reste encore assez difficile à comprendre. Nous étudions ici le comportement d’une roue modélisée par frottement sec lorsqu’elle est entraînée avec un couple constant autour d’un poteau.

Pour exécuter cet exemple, il vous faut

les dernières versions de System Modeler et Mathematica.

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Le modèle

Un banc d’essai virtuel pour la roue. Toutes les composantes du modèle sont disponibles dans la bibliothèque PlanarMechanics et dans les bibliothèques intégrées.
Schéma du banc d’essai, généré en 3D.

Résultats de la simulation

Au fur et à mesure que la roue accélère, la distance par rapport au centre augmente en raison du glissement latéral. Au début, ce glissement est faible et la roue se déplace dans un cercle presque idéal. Cependant, à mesure que la vitesse du glissement augmente en raison d’une force centrifuge croissante, la roue commence à glisser.
On peut comprendre pourquoi la roue glisse en étudiant la force de frottement sur la roue en fonction de la vitesse de glissement. Veuillez noter que lorsque la vitesse de glissement atteint un certain point, la force de frottement diminue, le glissement commence et la distance de la roue au centre augmente rapidement. Ensuite, une fois que la distance est suffisamment grande et que la force centrifuge est devenue inférieure à la force de frottement, la vitesse de glissement diminue et la roue se déplace à nouveau en cercle.

Construisez un banc d’essai virtuel pour étudier les effets du frottement à sec sur une roue en mouvement

Modélisez le frottement de glissement avec PlanarMechanics.