摩擦学第一章绪论专用课件.ppt

* * 第一章 绪论 摩擦、磨损和润滑是一个古老的课题，特别是工业革命以后，机器的大量使用对其产生了迫切需求，使其研究和发展进入了一个新的时期。1966年英国的乔斯特（H.Perer.Jost）先生在其著名的报告—“A Report on the Present and Industry‘s Needs”中提出了“摩擦学（Tribology)”这一名词:“相互作用、相对运动表面副的科学及有关技术”，标志着该领域研究的系统化和革命化进展。 摩擦学研究的理论和实践包括设计和计算、润滑材料和润滑方法，摩擦材料和表面状态以及摩擦故障诊断、监测和预报等。 世界上使用的能源大约有1／3～1／2消耗于摩擦。 ??? 第一节 摩擦学定义、简史及其研究内容 一、定义： 摩擦学的一般定义是：“关于相对运动中相互作用表面的 科学、技术及有关的实践”。通常也理解为包括摩擦、磨损和 润滑在内的一门跨学科的科学。  v N 第一节 摩擦学定义、简史及其研究内容 一、定义：摩擦学的一般定义是：“关于相对运动中相互作用表面的科学、技术及有关的实践”。通常也理解为包括摩擦、磨损和润滑在内的一门跨学科的科学。 二、简史  人类很早就对摩擦现象有了认识并加以利用，许多早期的文献里，都有把摩擦的影响减至最小的多种尝试的记载．2000多年前的亚里士多德就已经提到摩擦力的概念。但是真正对摩擦进行定量的研究，则始于15世纪的文艺复兴时期。 500多年的漫长而曲折的历史大致可划分为四个时期来讨论。 运动 方向 A B 二、简史 1、直到15世纪意大利的L.达·芬奇（法国阿蒙顿1699有同样的发现）才开始摩擦学的理论研究。人类对摩擦现象早有认识，如史前人类已知钻木取火。中国在春秋时期已经普遍地应用动物脂肪来润滑车轴。用矿物油作润滑剂最早见于中国西晋张华所著《博物志》。 2、1750年欧拉用?引入静摩擦概念，1785年法国的C.A.de库仑继前人的研究，用机械啮合概念解释于摩擦，提出摩擦理论，并对静摩擦与动摩擦给出区别。后来又有人提出分子吸引理论和静电力学理论。 3、1935年，英国的F.P.鲍登等人开始用材料粘着概念研究干摩擦??。1950年，鲍登提出粘着理论。 4、1886年，英国的雷诺继前人观察到的流体动压现象，总结出流体动压润滑理论。20世纪50年代普遍应用电子计算机以后，线接触弹性流体动压润滑理论有所突破。60年代在相继研制出各种表面分析仪的基础上??，磨损研究得以迅速开展。至此综合研究摩擦、润滑和磨损相互关系的条件已初步具备，并逐渐形成摩擦学这一新学科。 1785年库仑对摩擦的解释 库仑对摩擦的解释如图他在1785年用凹凸面说明摩擦面之间的接触，但是他也承认分子力的存在。 库仑测滑动摩擦力的装置 雷尼研究摩擦与压力的实验装置 库仑研究滚动摩擦的装置 库仑测静摩擦的装置 达芬奇手稿中的一页， 描述他对摩擦的研究 阿孟顿的摩擦实验装置 　． 　　 　　1508年，达芬奇（1452—1519）使用石头和木头开始了对固体摩擦的实验研究，测量了水平和斜面上物体间的摩擦力，测量了半圆形槽与滚筒间的摩擦，进行了表面接触面积对摩擦阻力影响的实验研究，发现了等重物体之间的摩擦力与接触面积无关的重要结论。达芬奇首先引入了摩擦系数的概念．他将该系数定义为摩擦力和垂 　　 物体所具有的摩擦阻力等于自身重量的四分之一．”当时他使用的材料大多为硬木或铁与硬木的组合，他的结论对于这些材料来说还是比较符合实际的． 　　达芬奇还研究了摩擦面间有润滑油和其它介质时对摩擦的影响．他认为“所有东西，不管它如何薄，当它放入两个互相摩擦的物体之间时，摩擦都会减少．” 一、达芬奇的早期研究时期 　　进入16世纪后，由于水力和风力能源的广泛应用，机器大量增加．特别是磨的发展，大大推进了对摩擦的研究．许多科学家进行了各种各样的摩擦实验，其中最有成就者当推法国实验物理学家阿蒙顿（1663—1705）。作为一个永动机的积极倡导者，他通过多次实验后，于1699年12月19日向皇家科学院提交了一分经典论文。在文中提出了摩擦力的经典规律，这就是后来人们所熟知的阿蒙顿定律。 　　①静摩擦定律：两接触物体间的最大静摩擦力，跟接触面上的正压力成正比，并与接触面的性质及状态有关；但与接触面的面积及形状无关。即：f静＝μ0·N。 　　②滑动摩擦定律：滑动摩擦力跟摩擦物体接触面上的正压力成正比，跟外表的接触面积无关．即：f滑＝μ·N。 二、阿蒙顿的进一步研究时期 　　进入18世纪，机器的大量使用，使得机械的效率和耐磨问题成为了一大难题。为此，巴黎科学院于1781年以“