停止视线距离和摩擦系数有什么关系?

时间:2021-10-04 08:46:13   作者:
在交通工程和公路设计中,停车视线距离是一个重要的几何设计指标。为了避免事故,必须确保车辆司机在紧急情况下停车所需的距离内能够看清车辆。停车视线距离是指以设计速度行驶的车辆停止行驶所需要的距离,在几何设计中,在这个距离范围内,驾驶员的视线得到了保证。

那么,以特定速度行驶的车辆的停止距离取决于:
 
  • 车辆的速度或设计速度。
  • 减速速度可用的减速速度或减速速度。

以车辆的车速作为该路段的设计车速。让我们来看看是什么原因使一辆行驶中的车辆减速以便停下来。换句话说,是什么导致了发育迟缓。

由于使用了制动器,导致制动蹄片与制动鼓或车轮的制动盘摩擦而使车辆减速。这种摩擦在他们之间产生摩擦阻力。这种摩擦阻力产生与车轮转动方向相反的扭矩。

摩擦力是一种可以自我调整的力。只要产生滑动倾向的力小于最大摩擦力的量,最大摩擦力可能是法向反作用力和可用静摩擦系数的乘积,所产生的摩擦力与防止滑动的外部干扰力简单匹配。一旦外部施加的滑动力超过可能产生的最大摩擦力,摩擦力的恒定值由法向反作用力和滑动摩擦系数(略小于静摩擦系数,但通常认为等于静摩擦系数)的乘积给出,非零合力导致滑动开始。

停止视线距离和摩擦系数有什么关系

在制动的情况下,最初有滑动之间的制动蹄和制动鼓/盘的表面。这导致了最大的摩擦力,在那个值的法向反作用力(这是与制动器应用的力量),以获得动员,并施加一个扭矩的方向与车轮的旋转相反。

同时,车轮处于纯滚动状态。由于制动试图降低车轮的角速度,车轮在轮胎-路面界面有向前滑动的趋势。这被轮胎和路面之间的摩擦抵消了。路面向反方向(与车辆运动方向相反)对轮胎施加摩擦力。这里,在轮胎和路面的界面,没有滑动。因此,这里产生的摩擦是静摩擦,它根据外部施加的滑动力自行调整。它小于轮胎和路面之间可能产生的最大可用摩擦力(在车轮锁定和轮胎在路面上滑动的情况下)。

由车轮和轮胎之间的静摩擦产生的迟滞可以写成:制动减速=总摩擦力/车辆质量,让总摩擦力= F;车辆质量= M;制动减速= D;从刹车到停车的总距离:利用牛顿的第三运动方程。

停止视线距离和摩擦系数有什么关系

这是停车所需的距离。注意,这个表达式中出现的摩擦力是车轮和路面之间的静摩擦,而不是动摩擦。因此,从技术上讲,把摩擦力写成车辆重量和摩擦系数的乘积是错误的。但是,众所周知,这是经常做的,大多数公式出现在标准文本中有摩擦系数一项。原因如下:

由于静摩擦力的大小取决于制动力,而制动力是可变的,因此无法准确地确定静摩擦力的大小。这个静摩擦值不受任何规则或公式的指导。因此,如果不进行更严格的制动动力学分析,就无法发现其价值。可以说,它的值绝对小于可用的动摩擦值。路面与橡胶轮胎之间的动摩擦系数为0.75 —— 0.8,是制动时车轮抱死时产生的动摩擦系数。

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为了简化分析,车轮和轮胎之间的静摩擦与名义上或名义上的摩擦系数值(取0.35到0.4)和车辆的重量联系起来。注意,这实际上不是摩擦系数,只是一个虚数。这个摩擦系数的值是用来计算产生的摩擦值小于它的实际值。因此,停止视线距离被高估,分析被认为是保守的一方。这种简化的目的是给一个不确定的量(静摩擦)加上一个可计算的值。
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