Posuvná pasivní vazba

Tímto videem začínáme probírat koncept vazeb zahrnující třecí efekty - NNTP (Neprostupné, Neproměnné, Tlakové, Pasivní). Tento koncept se snaží aproximovat reálné vazby s nedokonale hladkými povrchy. Na rozdíl od NNTN vazeb zde poprvé uvažujeme tělesa a jejich soustavy v pohybu. 

Chování tělesa vázaného pasivní posuvnou vazbou

Uvažujme experiment, kdy kvádr na nedokonale hladké rovině postupně roztlačujeme silou F₂ . Do určité hodnoty této síly těleso stále zůstává v klidu. Po překročení určité síly, kterou si označíme jako třecí sílu statickou F_TS, se těleso začne pohybovat.

Velikost tohoto brzdného účinku se po nestacionárním ději, který můžeme aproximovat skokovou změnou, se sníží na hodnotu třecí síly dynamické F_TD. Velikost této síly už zůstává stálá bez ohledu na to, jak zvyšujeme tlačnou sílu F₂.

Velikosti třecích sil se vždy vypočítají jako součin normálové síly N v pasivní vazbě a koeficientu tření (statického f_s, popř. dynamického f_d).

Možné pohybové stavy

Na základě geometrie úlohy a zatížení se může dostávat do různých pohybových stavů. Statika pracuje s konceptem statické rovnováhy (s nulovou silovou a momentovou rovnováhou) a podle zákona setrvačnosti toho může být dosaženo pouze v klidu nebo rovnoměrném pohybu. 

Klid

Pokud je těleso v klidu tak posuvnou vazbu začneme uvolňovat stejným způsobem jako u konceptu NNTN - normálovou silou na neznámém rameni. U konceptu NNTP však vzniká síla, která působí proti směru pohybu. Tu si označíme jako tečnou sílu F_t . Ve statickém rozboru tyto tři veličiny figurují jako neznámé parametry.

Zde si musíme uvést rozdíl mezi silou třecí a tečnou. Tečnou silou uvolňujeme ve chvíli, kdy nedochází ke smýkání mezi tělesy. Tato síla je ve statických rovnicích neznámou a pouze z těchto rovnic můžeme vyjádřit její velikost.

Třecí síla naopak vzniká tam, kde dochází ke smýkání (relativnímu translačnímu pohybu dvou ploch). Její velikost je přesně daná vzorcem na třecí sílu a ve statických rovnicích není neznámou.

Z rovnic statické rovnováhy zjistíme hodnoty neznámých parametrů. Pokud je vazba funkční (nositelka normálové plochy prochází styčnou plochou a má směr do tělesa), ještě musím zkontrolovat předpokládaný pohybový stav, tedy klid. V klidu bude těleso tehdy, pokud je tečná síla menší než síla třecí. Pokud by nebyla, znamená to, že vazba nedokáže těleso udržet v klidu a těleso se pohybuje.

Rovnoměrný pohyb

Uvolnění tělesa v rovnoměrném pohybu funguje jinak než u tělesa v klidu. Posuvnou vazbu stále uvolňujeme normálovou silou na neznámém rameni, ale proti pohybu působí už třecí síla F_TD, protože dochází k relativnímu pohybu mezi plochami. Tento pohybový stav nazýváme smýkání.

Nově se neznámým parametrem stává tlačná síla F₂, protože musíme přesně navrhnout její hodnotu tak, aby došlo k rovnoměrnému pohybu a ne např. ke zrychlenému.