粘滞摩擦系数取多大？—— 一个让人头大的问题

本文摘要（由AI生成）：

本文主要讨论了粘滞摩擦系数的取值问题，作者分享了一些个人思考和主观想法，供大家参考。在实际工程中，粘滞摩擦系数的大小与粘性液体的质、零部件的加工和装配精度、环境温度等多种因素紧密相关，取值众说纷纭。在仿真时，粘滞摩擦系数的取值要遵循以下两点原则：首先，不能太小，要足够大以达到消除振荡使运动平稳的目的，这决定了取值的下限；其次，不能太大，不能对系统的主要负载造成影响，由粘滞系数计算得到的粘滞摩擦力必须远小于系统负载，否则就会喧宾夺主、本末倒置，这决定了取值的上限。在设置粘滞摩擦系数时，不妨采用从小到大依次取值尝试，直到系统没有明显振动为止。

  文章来源Amesim学习与应用公 众号，作者新浩

〖本文针对粘滞摩擦系数的取值问题，分享作者的一些个人思考和主观想法，供大家参考。如果有不对的地方，欢迎添加作者微 信，或者在公 众号后台留言批评指正。〗 

1 问题描述

如果相互接触的两物体间存在粘性液体（比如活塞和油缸之间存在油液、滑块与导轨之间存在润滑油等），当它们发生相对运动时，由于液体具有粘性，就会产生粘滞阻力，或称粘滞摩擦（viscous friction），其方向与相对运动方向相反。当相对运动速度不大时，粘滞摩擦大小近似与相对速度大小成正比。

然而，笔者发现在Amesim帮助文档中有一个案例，液压缸的粘滞摩擦系数为0，但与之相连的质量块粘滞摩擦系统竟然高达100000N/(m/s)！要知道，Amesim帮助文档案例中的取值，是具有一定参考价值的，难道真的要取这么大吗？

2 粘滞摩擦系数取值方法

事实上，在实际工程中，粘滞摩擦系数的大小与粘性液体的���质、零部件的加工和装配精度、环境温度等多种因素紧密相关，是个在不同条件下变化很大的值，因此关于其取值众说纷纭也就不足为怪了。

情况一：专门研究粘滞摩擦

如上所述，粘滞摩擦系数受多种因素影响，并且变化很大。如果把粘滞摩擦当作一个单独的课题来研究，那么这个问题会复杂很多，甚至不会和相对速度呈简单的线性关系，当然也就不会采用设置粘滞摩擦系数这么简单的方式进行建模和计算。因此，这种情况不属于本文的讨论范畴。

情况二：用来消除振荡

振荡现象在系统仿真中很常见，通常情况下我们希望降低或者消除系统振荡。系统元件的特性可归纳为以下三种：容性、惯性和阻性。从能量的角度看，系统振荡可理解为容性能和惯性能相互转化的过程，而阻性是消耗能量的特性，因此适当增大阻性可以降低或消除振荡。对于机械系统，摩擦是一种阻性，它可以消除振荡，使运动趋于平稳。因此，我们在仿真时设置粘滞摩擦系数，一般情况下都是为了产生阻尼，消除振荡，使运动趋于平稳。

『以上文提到的帮助文档中的案例为例，质量块的粘滞摩擦系数设置为100000N/m，乍一看是个很大的值，似乎很不合理。但质量块所受的外载荷更大，并且运动速度较小。因此，如下图所示，粘滞摩擦力与外载荷相比，简直就是个弟弟，根本不值一提。所以100000N/m这个看上去很大的值，对于这个仿真模型而言依然是合理的。』

3 总结