第四章--摩擦原理.pptVIP

2、简单粘着理论（Bowden ,Taobr --1945） 这种理论认为金属表面接触时只有少数高峰接触，接触区有塑性变形，因而 接触面积逐渐增加，直至载荷平衡。 即： ---材料屈服极限 达到塑性变形的接触点产生粘着，剪断粘接点的力就是摩擦力。同时，相对 滑动硬表面微凸体在软表面上划出沟槽，划沟的力也是摩擦力。 即： ---较软材料的剪切强度限 ---刻槽力 一般 一般金属的剪切极限是屈服极限的0.2倍 3、修正粘着理论 1）剪应力的影响 剪应力会产生两个影响: 一个是使表面层受力后变成复合应力状态; 另一个是接触面积增大，使单位面积上压应力下降. 如图： 由于剪切受力后接触区产生塑性流动，显然接触面积增大故知摩擦系数增加 ① 、 初始状态 流动变形 面积增加 剪切条件 摩擦系数增加 意味着摩擦系数在增加 ② ③ ④ ⑤ 条件：① ② 根据合成应力通式同样可以分析接触点的增加 已知 系数待定 ， 改写上式 第一项表示正应力产生的接触面积 第二项即为剪应力产生的增加面积 金属 金属 Fn F Ar 膜 2）表面膜的影响 相对滑动时接触表面膜被剪断， 1、 2、 3、 4、 设膜的剪切强度为 且 （ 为常数） 当 滑动，故知强度条件： 由前知 得： 整理后得： 5、 6、 简单粘着理论 ① ② 讨论： １、C趋于１时，摩擦系数趋于无穷，说明表面膜剪切强度接近金属 剪切强度，也可说明金属表面越清洁，摩擦系数越大。 ２、C远小于１时，这是简单粘着理论 上式同乘Ar 当C趋于1，摩擦系数趋于无穷，即表面越洁净摩擦系数越大 当C远小于1时， 由于 主要的影响因素： 1、材料本身的性质(包括两种对摩的材料) 对于一般材料，摩擦力随硬度的增加而减小，因硬金属的塑性变形的能力减小，其粘着能力也随之减小。相同金属或互溶性大的金属摩擦副易发生粘着，因而其摩擦系数较大。 2、载荷 古典摩擦理论认为摩擦系数与载荷无关。实际上，载荷对摩擦系数的影响与真实接触面积的大小有关。 第四节　　影响滑动摩擦的因素 3、 滑动速度 古典摩擦理论认为摩擦系数与滑动速度无关，事实上，摩擦系数随滑动 速度变化的规律非常复杂，目前在这方面还缺乏一致的认识。 滑动速度对摩擦系数的影响，在很大程度上与摩擦表面的温度密切相关，因后者往往会使表面性质发生变化。 　4、温度 摩擦表面和周围介质的温度都会对摩擦系数产生十分复杂的影响，而且往往表现为综合性的影响因素。由于温度主要是通过改变材料的性质而对摩擦系数产生影响。因此，对于不同类型的材料具有不同的温度特性。 粘着点的剪切强度随温度的升高而下降，所以，摩擦系数也相应减小，但这种减小的趋势却会因载荷、材料的硬度或弹性模量的减小而减慢。 材料的硬度会随着温度的升高而减小，但硬度下降会增大粘着力，因而使摩擦系数增大。 5.表面特性 1)表面几何特性 表面粗糙度小，表面较光滑，产生摩擦的主要原因是粘着 。真实接触面积的大小起主要作用。因此，在这个区域内，随着表面粗糙度的逐渐增大，真实接触面积逐渐减小，摩擦系数也相应地逐渐减小。对应于中等粗糙度的表面，也就是一般工程实际中的工程表面，其摩擦系数几乎不受表面粗糙度的影响。表面非常粗糙，摩擦主要起因于表面微凸体的变形和犁削作用，因而摩擦系数随表面粗糙度的增大而增大。 2)表面膜 表面膜包括水蒸气、二氧化碳、氯和硫在纯净表面的吸附膜和反应膜，这类膜能使摩擦系数降低。因为膜本身的剪切强度低于基体材料，滑动时剪切阻力小。而且还可以避免或减轻粘着现象，从而使摩擦系数减小。 第五节　滑动摩擦系数的确定 １、刚体在弹性体上滑动 １）刚性球在弹性体上滑动时的摩擦系数 只计算粘着力 摩擦力　　　 　 　　 接触真实面积　 根据弹性力学知： v FN R F Ar 摩擦系数与载荷成反比 dl dr FN dl pds pdssin pdscos ２）刚性锥在弹性体上滑动时的摩擦系数 p ds 单元面积: 如图可知： pdscos pdscos * 第四章 摩擦原理 第一节 摩擦概述 一、摩擦定义 摩擦是在外力作用下，发生相对运动或具有相对运动趋势的物体，受到与其相接触的物质或介质(液体或气体)的阻力作用，在其界面上产生的一种能量转换的现象。 在界面上作用的切向阻力是摩擦力，而不是摩擦。因为摩擦的本质不是一种力，而是一种能量转换的现象，因此，摩擦与摩擦力是两个既有密切连系而又有本质区别的不同概念。 2.边界摩