2-摩擦學(xué)基礎(chǔ)知識-全文預(yù)覽
【正文】 主要是摩擦初始階段 32 摩擦學(xué)基礎(chǔ)知識 2. 表面膜的存在 大多數(shù)表面污染都是由于暴露在空氣中的金屬表面上迅速生成的氧化膜所構(gòu)成。原子之間結(jié)合力越強(qiáng)，彈性模量越大，摩擦系數(shù)也就越低。隨硬度提高，摩擦系數(shù)下降。因此研究摩擦過程中的塑性變形規(guī)律及其影響因素，是深入摩擦現(xiàn)象本質(zhì)的一個重要問題。在摩擦過程中，輸入的能量總是大于輸出的能量，損失的能量即相當(dāng)于摩擦過程中力學(xué)的、物理的和化學(xué)的變化能量消耗的總和。一些簡單的摩擦理論，只能解釋局部的個別的現(xiàn)象，而且多數(shù)是單純從力學(xué)角度進(jìn)行研究，而沒有考慮到摩擦過程中可能產(chǎn)生的各種物理的、化學(xué)的、電學(xué)的、熱學(xué)的等等現(xiàn)象。S 181。 23 摩擦學(xué)基礎(chǔ)知識 除 焊合、剪切 外．較硬表面的微凸體對較軟材料會造成犁削作用。這樣形成的焊合點因表面的相對滑動而被剪斷。 21 摩擦學(xué)基礎(chǔ)知識 2．分子吸引理論 1929年 Tomlinson及 1936年 Hardy先后提出，當(dāng)一種材料的原子從它們的配合表面上的吸力范圍內(nèi)被拉出時，要消耗一定能量，構(gòu)成了摩擦力。僅對有一定屈服點的材料(如金屬 )才能成立，它不適用于彈性及粘彈性材料。 第三定律：摩擦系數(shù)與滑動速度無關(guān)。他的著名假說啟發(fā)了法國科學(xué)家 Amontons進(jìn)行大量摩擦的試驗研究，于1699年發(fā)表了他的試驗結(jié)果 : 發(fā)現(xiàn)摩擦力總是等于法向載荷的 1／ 3，而與摩擦表面的面積無關(guān)。 16 摩擦學(xué)基礎(chǔ)知識 （在潤滑油中的表面活性分子吸附在固體表面形成單分子層 邊界層 微紊流區(qū) 層流區(qū) (見右圖 )。 具有層狀結(jié)構(gòu)的常用固體潤滑材料 15 摩擦學(xué)基礎(chǔ)知識 (3)流體潤滑摩擦 流 體潤滑的特點是摩擦表面完全被油膜隔開，靠油膜的壓力平衡外載荷，油膜厚度越大，固體表面對遠(yuǎn)離它的油分子影響越小。 12 摩擦學(xué)基礎(chǔ)知識 邊界膜必須具有較高抗壓強(qiáng)度和較低剪切強(qiáng)度，才能起潤滑作用。雖然一般礦物油由非活性的碳?xì)浠衔锝M成，但除去超純的礦物油外，其中總會含有一些有機(jī)酸、樹脂或其它表面活性物質(zhì)。 m)。在摩擦力中，機(jī)械作用分量 (由塑性變形所引起 )一般比較小，占百分之幾。Ar + bAr + b分子引力可以引起局部的粘著，粘著力與實際接觸面積成正比，施加的載荷通過實際接觸面積影響粘著力的大小。 請依次舉出靜摩擦和動摩擦的實例 6 摩擦學(xué)基礎(chǔ)知識 一、摩擦的分類 (二 ) 按摩擦副的運動方式分 （ 1）滑動摩擦： 兩物體接觸表面作相對運動（或具有相對滑動趨勢）的摩擦。靜摩擦力大小隨作用于物體上的外力而變化。摩擦使摩擦副工作溫度升高，將發(fā)生咬死；或過熱使?jié)櫥瑒┦?，加劇磨損。 =F／ N 早期，人們認(rèn)為摩擦系數(shù)是一種材料的常數(shù)，但近年來，發(fā)現(xiàn)它并非材料的屬性，而是受潤滑條件、固體材料、環(huán)境介質(zhì)、工作參數(shù)等一系列因素的影響，能在很大范圍內(nèi)發(fā)生變化。摩擦學(xué)基礎(chǔ)知識 摩擦最簡單的定義：“兩個接觸的物體，在相互運動時所發(fā)生的阻力”。值等于摩擦力F(切向力 )與法向力 N(載荷 )的比值，即 181。 摩擦造成大量能耗，世界能源的 1/21/3消耗在克服摩擦上；摩擦使相對運動的零件表面發(fā)生磨損，導(dǎo)致配合間隙增大，影響機(jī)器的精度、壽命和可靠性。 5 摩擦學(xué)基礎(chǔ)知識 一、摩擦的分類 (一 ) 按摩擦副的運動狀態(tài)分 （ 1） 靜摩擦 ：一個物體沿著另 一個物體表面有相對運動趨勢但無相對運動時產(chǎn)生的摩擦。這時的摩擦力就是動摩擦力。 這種摩擦具有 分子和機(jī)械 的特性，即在實際接觸面積上作用著分子引力，其作用距離比晶格中原子間距大幾十倍，并隨溫度上升而增加。因此，摩擦力 F決定于分子的和機(jī)械的作用： F = a = F／ P， F = aAr/ P + b 這個表達(dá)式對無潤滑和有潤滑的摩擦都適用。 10 摩擦學(xué)基礎(chǔ)知識 (2)邊界潤滑摩擦 在邊界潤滑狀態(tài)，兩接觸表面被一層很薄的油膜隔開 (可從一個分子層到 181。但吸附膜的強(qiáng)度決定于其中是否存在活性分子，以及它們的數(shù)量和特性。此外，在某些遭受最大塑性變形，或產(chǎn)生局部高溫的接觸點上，可能引起邊界膜的破壞，導(dǎo)致金屬的直接接觸，增加滑動的阻力。 13 思考題 ： 請從晶體結(jié)構(gòu) 的角度解釋具有固體潤滑特性的原因？ 14 摩擦學(xué)基礎(chǔ)知識 石墨、 MoS2都具有六方結(jié)構(gòu)，沿 c軸的晶格常數(shù)均大于 a軸，因此層與層原子間結(jié)合強(qiáng)度低于層內(nèi)原子間結(jié)合強(qiáng)度，層與層之間剪切強(qiáng)
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