摩擦音響

接触している固体は、せん断相対運動（摩擦）を受けるとエネルギーを放射します。このエネルギーの一部は周囲の流体媒体に直接放射され、別の部分は固体境界と接続境界条件全体に放射されます。構造振動と音響放射の結合は、運動エネルギーが熱エネルギーに変換される原子振動のメカニズムに根ざしています。^[1]

この分野には、音響学、固体力学、接触力学、トライボロジーの原理が含まれます。

運動摩擦または分離摩擦によって誘発される振動エネルギーは、結合の強さに応じて、接触する物体のサブセットのモード励起、または複数の物体の振動結合を引き起こす可能性があります。

摩擦ノイズは、滑りとスティックスリップという複数の異なる動的プロセスの産物である可能性があります。滑りは、一般的に摩擦速度関係の減少下でのスティックスリップ、またはその他の不安定な振動につながります。^[2]

法線力が弱い場合、固体の振動モードは弱く励起されます。その結果生成されるノイズは、粗さノイズとして知られています。このノイズは主に表面近くの広帯域であり、放射効率と材料の形状によって、遠距離場に放射される周波数コンテンツが決まります。

表面が比較的滑らかであるか、十分に潤滑されており、法線力が低く、相対速度が低い場合、この状態になる条件が設定され、スティックスリップが回避される傾向があります。

条件によっては、結合システムの機械的固有モードで放射エネルギーが高くなります。この条件は、粗さ、法線荷重、相対滑り速度が高い場合に起こりやすくなります。

摩擦による音圧と、法線力、粗さ、滑り速度などのパラメータとの間の観察された関係のレビューは、Fengらによって提供されています。^[3]