滚动阻力

滚动阻力，有时称为滚动摩擦力或滚动阻力，是物体（如球、轮胎或车轮）在表面上滚动时抵抗运动的力。 主要是非弹性效应造成的； 也就是说，当压力移除时，并非所有车轮、路基等变形（或移动）所需的能量都得到恢复。 这两种形式是滞后损耗（见下文）和物体或表面（例如土壤）的xxx（塑性）变形。 请注意，车轮和表面之间的滑动也会导致能量耗散。 尽管一些研究人员已将此项包括在滚动阻力中，但一些人建议应将此耗散项与滚动阻力分开处理，因为它是由于对车轮施加的扭矩以及由此产生的车轮与地面之间的滑移，称为滑移损失 或防滑性。 此外，只有所谓的滑动阻力涉及摩擦，因此滚动摩擦这个名称在某种程度上是用词不当。

与滑动摩擦类似，滚动阻力通常表示为系数乘以法向力。 该滚动阻力系数通常远小于滑动摩擦系数。

任何滑行的轮式车辆都会由于滚动阻力（包括轴承的阻力）而逐渐减速，但钢轮在钢轨上行驶的火车车厢将比相同质量的橡胶轮胎在柏油碎石路面/沥青路面上行驶的公共汽车滚动得更远。 影响滚动阻力的因素是车轮的变形（量）、路基表面的变形以及表面以下的运动。 其他影响因素包括车轮直径、车轮负载、表面附着力、滑动和接触表面之间的相对微滑动。 滞后造成的损失还很大程度上取决于车轮或轮胎和表面的材料特性。 例如，橡胶轮胎在铺设道路上的滚动阻力高于钢轨上的钢制铁路车轮。 此外，地面上的沙子会比混凝土产生更大的滚动阻力。 鞋底滚动阻力系数与速度无关。

充气轮胎滚动阻力的主要原因是滞后现象：

可变形材料的一种特性，即变形能量大于恢复能量。 轮胎中的橡胶混合物表现出滞后现象。 当轮胎在车辆重量的作用下旋转时，它会经历反复的变形和恢复循环，并将滞后能量损失转化为热量。 滞后是与滚动阻力相关的能量损失的主要原因，归因于橡胶的粘弹性特性。

如果两个相等的圆柱体压在一起，则接触面是平的。 在没有表面摩擦的情况下，接触应力与接触表面垂直（即垂直）。 考虑一个粒子进入右侧的接触区域，穿过接触区域并在左侧离开。 最初，它的垂直变形正在增加，这被滞后效应所抵制。 因此，会产生额外的压力以避免两个表面相互渗透。 后来它的垂直变形正在减少。 这再次被滞后效应抵制。 在这种情况下，这会降低保持两个物体分离所需的压力。

由此产生的压力分布是不对称的，并向右移动。 （合计）垂直力的作用线不再穿过圆柱体的中心。 这意味着会出现一个倾向于延迟滚动运动的力矩。

具有大滞后效应的材料，如橡胶，回弹缓慢，比具有小滞后效应的材料，如钢或二氧化硅，具有更大的滚动阻力，回弹更快更完全。 低滚动阻力轮胎通常在胎面胶中加入二氧化硅代替炭黑，以减少低频滞后现象，同时不影响牵引力。 请注意，铁路在路基结构中也有滞后现象。

从广义上讲，比滚动阻力（对于车辆）是指在空气阻力（空气阻力）很小且没有牵引力（电机 ) 施力或刹车。 换句话说，如果没有力保持恒定速度，车辆就会滑行。 这个广义包括车轮承载阻力，路基和车辆振动和摆动所消耗的能量，以及车轮在路基表面（路面或轨道）上的滑动。