5.5. Энергоемкость амортизирующих страховочных устройств

Все амортизаторы имеют способность поглощения энергии падения, но часть из них обладают ею в силу своих собственных материалов и конструкции - например, амортизаторы с разрушаемыми элементами, а часть - только вследствие взаимодействия с линейными опорами - например, амортизатор Абалакова.

5.5.1. К вопросу о пороге срабатывания

Рассуждая об амортизаторах, необходимо представлять, с какой точностью и в рамках каких допущений производится вычисление их способности к поглощению энергии падения.

Ключевым понятием при этом выступает величина так называемого порога срабатывания  равная величине силы, при которой амортизатор начинает выполнять свои амортизирующие функции.

В случае амортизаторов с разрушаемыми элементами величина порога срабатывания в общем случае равна суммарной прочности разрушаемых элементов первой очереди  которые первыми принимают на себя воздействие рывка. В дальнейшем энергетический цикл разрушения элементов второй и последующих очередей повторяется по одному и тому же закону, определяемому конструкцией данного амортизатора, что позволяет с достаточной для практики точностью полагать среднеэквивалентную силу торможения, создаваемую амортизатором, примерно равной величине порога его срабатывания. Силы внутреннего трения не являются определяющими и органично входят в общую картину амортизации.

В случае фрикционных амортизаторов картина несколько меняется. Силы трения являются основными и определяющими для всего процесса амортизации энергии падения. Поэтому их стоит рассмотреть более внимательно.

Во всех типах фрикционных амортизаторов мы имеем дело с трением скольжения, возникающим между линейной опорой и фрикционными элементами амортизатора.

Законы трения скольжения (Л-24), впервые установленные Кулоном и носящие его имя, формулируются так:

1) Трение с достаточной для практики точностью может быть принято пропорциональным нормальному давлению.

В своих расчетах мы не занимаемся вычислением величины силы трения относительно усилий сжатия линейной опоры между фрикционными элементами амортизатора, а оперируем уже заданными конструктивно величинами. Так что первый закон можно принять без уточнений.

2) При достаточно больших поверхностях трение твердых тел не зависит от величины трущихся поверхностей.

Амортизаторы любых конструкций имеют весьма ограниченные величины трущихся поверхностей. При этом линейная опора в процессе торможения претерпевает значительные деформации, которые, являясь преимущественно упругими, приводят к увеличению поверхности трения. Однако изменения эти конечны и весьма ограничены. В то же время фрикционные элементы являются безусловно твердыми, так как их поверхность в процессе торможения не претерпевает никаких существенных деформаций.

Это позволяет с достаточной практической точностью не вдаваться в интегрально-дифференциальные подробности теории упругости при рассуждениях о процессах, протекающих при действии амортизаторов.