摩擦学第3章
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摩擦学复习大纲第1章前言1966年,将摩擦、磨损和润滑这三个相互关联的技术归类成一个新学科,称为“摩擦、磨损、润滑学”。
与牛津大学字典编辑部协商,建议用Tribos(源于希腊文τριοζ=rubbing 或attrition)+ology构造一个新的词tribology(摩擦学)来表达这门学科的内涵。
Jost定义摩擦学是研究作相对运动的相互作用的表面及其有关理论和实践的一门科学技术。
1980中国将Tribology暂译为“摩擦学”。
发生在相对运动、相互作用表面和表面间的各种行为是摩擦学研究的内容,统称为摩擦学行为.表面的相对运动、相互作用是这些行为的原因,而行为的结果则是人们看到的各种与摩擦学有关的现象.摩擦是本质,磨损是摩擦的结果,润滑是减少摩擦与磨损的有效措施。
摩擦学行为有着有害的一面,也有有利的一面。
摩擦学学科的三个特点:摩擦学现象的普遍性、问题的严重性、摩擦学知识构成的复杂性摩擦学研究方法的发展:宏观到微观,定性到定量,静态到动态(时变),个别到系统到大系统。
第2章机械系统中的表面和摩擦一个物体经过加工后实际存在的表面即称为实际表面(或称为真实表面)。
实际表面是有污染的和粗糙的。
表面形貌(Surface topography)是指固体表面的微观几何形状,尤其与沿垂直高度的微观变量有关。
实际测量时常为了表达表面的粗糙现象,表面轮廓曲线在高度方向上的放大倍数和探针前进方向上的放大倍数不同,在分析表面轮廓曲线时尤其要注意这一点。
垂直方向一般是水平方向的若干(50-100)倍。
1.表面的统计特征及有关计算轮廓算术平均中线:在粗糙度测量中,在取样长度内与轮廓走向一致的基准线,由该线划分实际轮廓使上下两边的面积相等。
在取样长度内轮廓高度对轮廓算术平均中线的偏离量的称为偏距。
偏距的绝对值的算术平均值为轮廓算术平均偏差。
轮廓均方根偏差是以中线为横轴即二次矩或称为二阶中心矩,与基准线的选择有关,反映轮廓偏离基准线的离散程度。
3 摩擦理论Friction Mechanism主要内容:1.摩擦的特点和作用2. 摩擦类型3. 基本摩擦理论4.影响摩擦因素3.1摩擦的特点和作用Friction Characteristics and Effects3.1.1摩擦的特点摩擦的作用也像摩擦对自然界一样重要。
无论利弊,始终存在。
例如,在金属成形过程中,一方面工件与工模具表面不可能绝对光滑,在两接触面存在外摩擦;另方面由于工件发生塑性变形,金属质点间产生相对运动,即存在内摩擦。
因此,摩擦不可避免始终存在于成形过程中。
接触表面发生相对运动产生阻碍接触表面金属质点流动的摩擦,称之为外摩擦。
其阻力叫摩擦阻力或摩擦力,摩擦力方向与运动方向相反。
而如果摩擦副一方(如工件)发生塑性变形,金属内部质点产生相对运动引起的摩擦,叫内摩擦。
内摩擦是金属内部质点强迫运动的直接结果。
这些分子或原子在相互吸引力和排斥力作用下达到平衡状态,排列紧密;一旦发生塑性变形,这种平衡状态被打破,金属内部质点发生相对运动时产生内摩擦,并表现为内部发热。
不过迄今为止,对金属材料的内摩擦研究尚不完全,因此,材料成形中所论述的摩擦是指工模具与工件之间的外摩擦而言。
金属塑性变形过程中的摩擦与一般机械运动(弹性变形)的摩擦相比,在接触材料、表面膜等方面有相同之处,所以,两者同样应遵循一般摩擦理论和规律,但是,两者又有差别,金属塑性变形过程中的摩擦与弹性变形具有以下特点:(1)内外摩擦同时存在由于金属发生塑性变形,所以内外摩擦同时存在,相互作用,而机械运动中只有外摩擦存在。
内摩擦的表现形式是产生变形热。
(2)接触压力高金属材料变形时,接触面承受较高的接触压力。
热变形时,接触单位压力达50MPa~500MPa。
冷变形时可达500~2500MPa。
而运转机械中, 一般重荷轴承所受压力也不过是20MPa~50MPa。
(3)影响摩擦的因素众多接触摩擦应力是变形区内金属所处应力状态,变形几何参数以及外界成形工艺条件(温度、速度、变形程度及变形方式等)的函数。