工程摩擦學(xué)基礎(chǔ)-第三章-wenkub
2023-03-17 15:52:26 本頁面
【正文】 2aahrABC分子 機械理論模型 設(shè)球狀微凸體的半徑為 r， 球壓入軟平面的深度為 h， 垂直于運動方向的截面積 A1為受阻力面積 ， 約等于 △ ABC的面積 ， 則 A1=ha； 微凸體所受的阻力： F2=A1σ τ =haσ τ σ τ — 軟材料的屈服極限 。 要點：這一學(xué)說強調(diào)摩擦的雙重本質(zhì)，認(rèn)為兩接觸表面作相對運動時，即要克服機械變形的阻力，又要克服分子相互作用的阻力；摩擦力就是接觸面積上分子和機械作用所產(chǎn)生的阻力之和。 N 切向力 F A0 ?A Ar=A0+ ? A 此時，材料的屈服是法向力和切向力共同作用的結(jié)果。 ? b 故摩擦系數(shù) f為： f = F/N = ? b/ σs = 軟材料屈服極限軟材料剪切強度此式得出的摩擦系數(shù)通常比實際情況小，與實際不相符，在空氣中的摩擦系數(shù)很大，真空中更大。 F = A r 滑動摩擦是粘著與滑動交替發(fā)生的粘滑過程。 三、摩擦的粘著和犁溝理論 什么叫粘著？ 在外加壓力作用下，由于表面吸引力的作用而使兩表面發(fā)生粘合的現(xiàn)象。 摩擦過程中接觸分子分離，又形成新的接觸分子，接觸分子轉(zhuǎn)換所引起的能量損失等于摩擦力所作的功。 ????? tgNFNFii 回答是“ No” ， 這是“機械互鎖學(xué)說”的不足。 一、 機械互鎖學(xué)說 (凹凸說 ) 摩擦是表面粗糙不平的機械互鎖作用引起的。 對于極硬材料如鉆石或很軟材料如聚四氟乙烯 （ PTFE） 等 ， 當(dāng)壓力很大時 ， 摩擦力并不與法向載荷成正比 ，而是： F＝ cNx 式中 : c— 常數(shù)； x— 指數(shù) ,其值約為2/3～ 1。 167。 達(dá) 滾動摩擦： 物體在力矩作用下沿接觸表面滾動時的摩擦。 二。 克服摩擦力，降低機械效率 ●摩擦副磨損。 第三章 摩 擦 FRICTION 教學(xué)目的及要求 ? 介紹摩擦的概念 、 分類及測量方法 ? 介紹古典摩擦定律及其局限性 ? 熟悉常用的摩擦理論的要點及其適用范圍 ? 掌握影響摩擦的各因素及其發(fā)揮作用的內(nèi)在實質(zhì) 教學(xué)重點、難點 ? 各種摩擦理論的要點及其應(yīng)用范圍 ? 影響摩擦的各因素及其發(fā)揮作用的內(nèi)在實質(zhì) ? 學(xué)時分配： 4學(xué)時 ? 教學(xué)手段：講授 、 提問 一、概 述 ★定義： 兩相互接觸的物體在外力作用下發(fā)生相對運動或具有相對運動趨勢時，在接觸面間產(chǎn)生 切向 的運動阻力叫做摩擦力，這種現(xiàn)象即為摩擦。 ●產(chǎn)生熱量。摩擦的類型 ▲按摩擦發(fā)生的部位分類： 外摩擦： 兩相互接觸的物體表面之間發(fā)生的摩擦 內(nèi)摩擦： 同一物體內(nèi)部各個部分之間發(fā)生的摩擦，一般發(fā)生在液體或氣體。 轉(zhuǎn)動摩擦： 物體在力矩作用下沿接觸表面轉(zhuǎn)動時的摩擦。 芬奇 → 阿蒙頓 → 庫倫 第一定律： 摩擦力的方向與接觸表面相對運動速度的方向相反，其大小與接觸物體間的法向壓力成正比，即 F＝ μN 式中： F— 摩擦力； μ — 摩擦系數(shù)； N— 法向載荷 。 3－ 2 古典的摩擦定律 二、古典摩擦定律的局限性 ? 1. 摩擦系數(shù) μ 的問題 試驗表明：硬鋼表面對硬鋼表面在正常大氣條件下 ， μ 約為 ， 但在真空中可高達(dá) 2；石墨在正常大氣條件下摩擦系數(shù) μ 為 ， 但在很干燥的空氣中可大于 。 3. 滑動速度問題 實踐表明 ， 多數(shù)材料隨著滑動速度增加 ， 摩擦系數(shù)降低 ， 且兩者關(guān)系隨所受載荷大小而異 。即當(dāng)兩表面相對滑動時，由于粗糙不平的表面在不平處相互嵌入，因而產(chǎn)生阻抗物體運動的阻力。 根據(jù)“機械互鎖學(xué)說”，表面越光滑，摩擦力越小。 F＝ μ （ N+ArPm） (33) 式中 Pm— 單位實際接觸面積上的分子力； Ar— 實際接觸面積。 基本要點： Ⅰ. 摩擦表面處于塑性接觸狀態(tài)。 開始時在接觸區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生粘著，在切向力作用下相對滑動，粘著點被剪斷，整個滑動摩擦是粘著點的形成和剪切交替進行的粘滑過程。 ?b ＋ Ac 從上式可以了解到，如果在金屬表面上涂覆一層軟金屬薄膜，使剪切強度降低，就可以顯著降低摩擦系數(shù)。根據(jù)應(yīng)力合成規(guī)律有： σ2＋ ? ?2 = K2 待定常數(shù) , ?1 即： (N/A r)2 ＋ ? (F/A r)2 = K2 極限情況：①只有法向力時 ， ?=0， σ= σs則：σs2=K2 (N/A r)2 ＋ ? (F/A r)2= σs2 當(dāng)量應(yīng)力 即： ＋極限情況：①只有法向力時 ， ， 則：＋ A r2 =(N/σs)2 ＋ ? (F/σs)2 ②當(dāng)切向力很大時，忽略法向力，則有： ??2 = σs2 當(dāng) ?大到等于抗剪切強度 ?b時，開始滑動，則
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