Для описания кулоновского (сухого) трения необходимо учесть следующее:
1) При движении транспортируемого материала по поверхности лотка сила трения Ff не зависит от силы инерции Fi, и определяется только коэффициентом трения скольжения k, силой реакции опоры N=m·g и направлением перемещения. Исходя из сказанного, следует ввести зависимость силы трения от направления скорости относительного движения по лотку v, определяемую системой уравнений (1):
(1)
2) В состоянии покоя сила инерции Fi, действующая на транспортируемую частицу, компенсируется силой трения Ff до тех пор, пока значение силы инерции Fi не станет больше произведения коэффициента трения kна силу реакции опоры N, что может быть выражено в виде системы уравнений (2)
(2)
3) Перемещение материала начинается при некоторой начальной относительной скорости движения Δ. При значениях начальной относительной скорости движения меньших Δ численный расчет будет некорректен. Для получения корректных результатов выбираются значения Δ=10-2¼10-4 м/с.
Все указанные выше особенности силы трения учитываются в формуле (3)
Ff(v,Fi)=-0,5Ff[sign(|v|-Δ)+1]sign(v)-0,25∙[-sign(|v|-Δ]+1][-sign(|Fi|-Ff)+1]Fi+ +Ff[sign(|Fi|-Ff)+1]sign(Ff), (3)
где Ff=m∙g∙k - сила трения.
В выражении (3) функция sign(z) принимает значение sign(z)=1 при z>0 и sign(z)=-1 при z<0.