工程摩擦學(xué)基礎(chǔ)-第三章(完整版)
【正文】 回答是“ No” ， 這是“機(jī)械互鎖學(xué)說”的不足。 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。 達(dá) 二。 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(diǎn)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(shí)質(zhì) 教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn) ? 各種摩擦理論的要點(diǎn)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(shí)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(yùn)動或具有相對運(yùn)動趨勢時，在接觸面間產(chǎn)生 切向 的運(yùn)動阻力叫做摩擦力，這種現(xiàn)象即為摩擦。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。 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(yùn)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(yùn) 式中： F— 摩擦力； μ — 摩擦系數(shù)； N— 法向載荷 。 3. 滑動速度問題 實(shí)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 。 根據(jù)“機(jī)械互鎖學(xué)說”，表面越光滑，摩擦力越小。 基本要點(diǎn)： Ⅰ. 摩擦表面處于塑性接觸狀態(tài)。 ?b ＋ Ac 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(qiáng)度 ?b時，開始滑動，則 ??b2 = σs2 或 ?=σs2/ ?b2 多數(shù)金屬的 σs/ ?b = 2～ 5， 故 ?=4～ 25 根據(jù) (N/A r)2 ＋ ? (F/A r)2 = σs2 推出： A r2 = (N/?s)2 ＋ (F/ ?b)2 切向力產(chǎn)生的面積增大部分 法向力作用部分，對應(yīng)于簡單粘著理論 上式可知，切向力的作用大大增加了實(shí)際接觸面積（可增大 3倍以上），從而使摩擦力或摩擦系數(shù)顯著增大。 正壓力只作用在面積 A2上，所以 N2=A2σ N= a2σ N σ N— 微凸體材料的塑性擠壓應(yīng)力，取 σ N =σ τ 則： μ 2= ah2aha2NFN222?????? ??21 又 ∵ （ rh） 2+a2=r2 r22rh+h2+a2=r2 a2=2rhh2 h很小時 ， a≈ rh22121 ?????????????? rhrhrhh ??故由機(jī)械作用分量求得的摩擦系數(shù)： μ 2＝ 由分子作用分量求得的摩擦系數(shù)為： μ 1= τ 0— 分子粘著連接的剪切阻力。 設(shè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為 S， 則 S=｛ A,P,R｝ 式中： A— 系統(tǒng)元素； P— 元素性質(zhì)； R— 元素之間互相作用。 有用輸出｛Y ｝損耗輸出｛Z ｝輸入｛X｝干擾系統(tǒng)結(jié)構(gòu)摩擦磨損（熵、噪聲、振動）磨損產(chǎn)物運(yùn)動功熵（熱）振動材料（污垢介質(zhì)）運(yùn)動功潤滑油有用｛x｝＞ ｛y｝ 167。 在一般情況下，金屬表面處于彈塑性接觸狀態(tài)，滑動摩擦系數(shù)隨著 載荷的增加而降低 。 二、表面膜對摩擦系數(shù)的影響 大多數(shù)金屬的表面在大氣中會自然生成與表面結(jié)合強(qiáng)度相當(dāng)高的氧化膜或其它污染膜；也可以人為地用某種方法在金屬表面上形成一層很薄的膜，如硫化膜、氧化膜、軟金屬膜（ In、 Sn、 Pb等）。 當(dāng)壓力增大時，該最大值對應(yīng)于較小的速度值。例如在真空中的碳化硅和用二硫化鉬潤滑的氮化硅，開始摩擦系數(shù)隨溫度升高而下降，平滑地通過一個最小值后又隨溫度升高而上升。 1 5. 對于金屬與復(fù)合材料組成的摩擦副 ，其摩擦系數(shù)在某一溫度范圍內(nèi)受溫度的影響較小 ， 但是 ， 當(dāng)溫度超過某一極限值時 ， 摩擦系數(shù)將隨溫度的升高而顯著下降 。 18:43:2918:43:29
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