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摩擦学基础(l)近年来，摩擦学研究在物理学、材料学、机械工程学等领域取得了重要进展，成为应用广泛、理论基础扎实的学科。
本论文将从基础理论入手，系统介绍摩擦学的基本原理、研究方法和应用现状。
一、摩擦学的基本原理摩擦是物体相对运动时，由于接触面间互相作用而产生的阻力。
摩擦力的大小与接触面间的压力、材料性质等因素有关。
在物体相对运动状态下，摩擦力始终与运动方向相反，这是摩擦学的基本特点。
实际上，摩擦力不仅与运动状态有关，还与接触面之间的相互作用力密切相关。
摩擦力的大小、方向和稳定性均可由接触面微观结构的特点决定。
例如，当两个光滑的硬表面相互接触时，由于表面微观结构的特殊性质，摩擦力可近似为零；而两个粗糙的表面接触时，则有较大的摩擦力产生。
二、摩擦学的研究方法为了更好地研究摩擦学，我们需要寻找摩擦力的特点，从而确定相应的研究方法。
目前，常见的研究方法如下：（1）摩擦学实验。
该方法通过建立摩擦学模型，模拟实际摩擦条件，通过实验观察和测试，研究摩擦学中的影响因素、作用原理及其宏观特征。
（2）摩擦力理论分析。
该方法通过力学、热力学和统计物理等理论方法，建立数学模型，推导摩擦力公式，研究摩擦力大小、方向和稳定性等性质。
（3）摩擦学表征技术。
该方法通过各种表征手段，如扫描电镜、电子探针、拉力试验机等，分析和表征摩擦学中的微观特征，研究摩擦学行为和机制。
三、摩擦学的应用现状摩擦学的应用领域广泛，包括机械工程、材料工程、表面学、纳米技术及生物医学等。
其中，摩擦学在机械工程领域中的应用尤为广泛，如锅炉、汽车、机床等领域，均需要摩擦学研究的支持。
同时，在材料工程领域，稳定的摩擦是材料性能评价的关键。
总之，摩擦学的研究和应用对于各行各业都具有重要的意义，这一学科的发展必将推动现代技术和工业的进步。
同时，我们也期望今后能有更多的研究工作者加入到这一学科的研究中来。
在表面学领域，摩擦学可应用于摩擦学表征技术、自润滑材料的设计和表面改性等方面。
摩擦、磨损和润滑各种运动的机器零件，在工作过程中，都要发生摩擦和磨损。
为了减少机器零件的摩擦和磨损，通常有效的方法是在发生摩擦的零件表面之间添加润滑剂。
因此，对于机器维护和修理人员来说，必须具备一定的有关摩擦、磨损和润滑等方面的一些基本知识，以便能更有效地做好机器的维护和维修工作。
第一节摩擦的本质和摩擦的种类一、摩擦的本质摩擦是两个物体彼此有相对运动或有相对运动的趋势时相互作用的一种特殊形式，它发生在两个摩擦物体的接触面上，其所呈现的阻力称为摩擦力。
摩擦力的特征就是阻碍两个摩擦物体间的相对运动，甚至阻止了运动的发生。
二、摩擦的种类根据摩擦物体的运动状态，摩擦分为静摩擦和动摩擦两大类。
静摩擦的摩擦系数总是要比动摩擦的摩擦系数大一些。
根据摩擦物体的运动方式，摩擦分为滑动摩擦和滚动摩擦两大类。
根据摩擦物体的表面润滑程度，摩擦可分为干摩擦、液体摩擦、界限摩擦、半干摩擦和半液体摩擦等五种。
1、干摩擦在两个滑动摩擦的表面之间，由于不加润滑剂，因而使两表面直接接触，这时的摩擦称为干摩擦。
2、界限摩擦在两个滑动摩擦表面之间，由于润滑剂供应非常不足，根本无法建立液体摩擦，而只能依靠润滑剂中的极性油分子在摩擦表面形成一层极薄的“绒毛”状油膜，这层油膜能牢固地吸附在金属的摩擦表面上，这时，相互接触的不是摩擦表面本身（或有个别点直接接触）而是表面的油膜。
这种油膜润滑状态下的摩擦是液体摩擦过渡到干摩擦的最后界限，所以称为界限（临界或边界）摩擦。
机器在启动和制动时，各对摩擦表面间都可能发生界限摩擦。
3、液体摩擦在两个滑动摩擦表面之间，由于充满润滑剂，因而表面不发生直接接触，这时的摩擦不是发生在两摩擦表面上，而是发生在润滑剂的内部，所以称为液体摩擦。
液体摩擦时摩擦表面不发生磨损。
在一切机器零件的摩擦表面上，必须尽力建立液体摩擦，只有这样才能延长零件的使用寿命。
一般滑动轴承在正常工作和润滑条件下能获得液体摩擦。
4、半干摩擦和半液体摩擦半干摩擦是指摩擦表面上同时存在着干摩擦和界限摩擦的情况，半液体摩擦是指在摩擦表面上同时存在着液体摩擦和界限摩擦的情况。
第八章摩擦和润滑第一节摩擦与润滑机理当两个紧密接触的物体沿着它们的接触面作相对运动时，会产生一个阻碍这种运动的阻力，这种现象叫摩擦，这个阻力就叫做摩擦力。
摩擦力与垂直载荷的比值叫做摩擦系数。
摩擦定律可描述如下：(1)摩擦力与法向载荷成正比：F∝P(2)摩擦力与表面接触无关，即与接触面积大小无关。
(3)摩擦力与表面滑动速度的大小无关。
(4)静摩擦力(有运动趋向时)F S大于动摩擦力F K，即Fs＞F K。
摩擦定律公式：F＝f·P或f＝F／P式中F——摩擦力f——摩擦系数；P——法向载荷，即接触表面所受的载荷；载荷机器中凡是互相接触和相互之间有相对运动的两个构件组成的联接称为“运动副”(也可称为“摩擦副”)，如滚动轴承里的滚珠与套环；滑动轴承的轴瓦与轴径等等。
任何机器的运转都是靠各种运动副的相对运动来实现，而相对运动时必然伴随着摩擦的发生。
摩擦首先是造成不必要的能量损失，其次是使摩擦副相互作用的表面发热、磨损乃至失效。
磨损是运动副表面材料不断损失的现象，它引起了运动副的尺寸和形状的变化，从而导致损坏。
例如油在轴承内运转，轴承孔表面和轴径逐渐磨损，间隙逐渐扩大、发热，使得机器精度和效率下降，伴随着产生冲击载荷，摩擦损失加大，磨损速度加剧，最后使机器失效。
润滑是在相对运动部件相互作用表面上涂有润滑物质，把两个相对运动表面隔开，使运动副表面不直接发生磨擦，而只是润滑物质内部分子与分子之间的摩擦。
所以，摩擦是运动副作相对运动时的物理现象，磨损是伴随摩擦而发生的事实，润滑则是减少摩擦、降低磨损的重要措施。
第二节摩擦分类摩擦有许多分类法。
1. 按摩擦副运动状态分静磨擦：一个物体沿着另一个物体表面有相对运动趋势时产生的摩擦，叫做静摩擦。
这种摩接力叫做静摩擦力。
静摩擦力随作用于物体上的外力变化而变化。
当外力克服了最大静摩擦力时，物体才开始宏观运动。
动磨擦：一个物体沿着另一个物体表面相对运动时产生的摩擦叫做动摩擦。
摩擦学基本知识目录1. 摩擦学简介 (3)1.1 摩擦学的定义和学科范围 (4)1.2 摩擦学的重要性与应用领域 (5)2. 摩擦的分类与机制 (6)2.1 摩擦的分量和类型 (7)2.2 摩擦机理的基本概念 (8)2.3 不同表面相互作用的摩擦特性 (9)3. 摩擦因数的测定与预测 (10)3.1 摩擦因数的测定方法 (13)3.2 摩擦因数的预测模型 (14)3.3 摩擦因数的理论与实验研究 (16)4. 接触力与接触压力 (17)4.1 接触力产生的基本原理 (18)4.2 接触压力分布分析 (19)4.3 表面纹理与非线性接触压力 (21)5. 摩擦系数与磨损 (22)5.1 摩擦系数的影响因素 (23)5.2 磨损理论与磨损机制 (25)5.3 表面损伤与摩擦副寿命 (26)6. 润滑理论与技术 (27)6.1 润滑的基本原理 (29)6.2 润滑剂的种类与性能 (29)6.3 润滑技术的应用与发展 (30)7. 润滑与摩擦学研究进展 (32)7.1 高温润滑与表面化学 (33)7.2 纳米润滑与摩擦纳米技术 (34)7.3 非传统润滑方法 (36)8. 摩擦与润滑系统分析 (37)8.1 摩擦与润滑系统的建模 (38)8.2 系统分析和仿真方法 (39)8.3 设计原则与优化方法 (42)9. 摩擦与润滑材料 (43)9.1 摩擦与润滑基体材料 (44)9.2 摩擦系数与材料特性 (46)9.3 摩擦与磨损材料的研究 (47)10. 表面工程与表面特征对摩擦的影响 (48)10.1 表面工程技术 (50)10.2 表面特征与摩擦性质 (51)10.3 表面处理与润滑原理 (52)11. 摩擦与润滑的可持续性与环境考量 (54)11.1 环境保护与绿色润滑 (55)11.2 可持续设计与材料选择 (56)11.3 摩擦与润滑的节能减排 (57)12. 摩擦与润滑的科技伦理与社会责任 (58)12.1 专利与知识产权保护 (59)12.2 技术创新与科技伦理 (61)12.3 摩擦与润滑的社会责任 (62)13. 摩擦与润滑的未来趋势 (63)13.1 新兴技术的应用前景 (64)13.2 智能化与信息化在摩擦学中的应用 (65)13.3 摩擦学与当代科技发展的交融 (66)1. 摩擦学简介摩擦学是一门研究涉及相互接触并相对运动的物体间相互作用的科学。
课程名称： 摩擦学Tribology 课程类型：校公共选修课计划学时：18主讲教师: 孙建林 教授；校公共选修课 “摩擦学”(教学大纲)课程类型: 公共选修课计划学时: 18 教材：有先修课程：1摩擦学概述-------------------------------------3学时1．1摩擦学定义与主要内容1．2摩擦与润滑的发展1．3摩擦学研究状况1． 4 摩擦学面临的任务2表面性质-------------------------------------3学时2．1表面形貌与表面测量2．2 表面张力与表面能2．3表面吸附与氧化2．4 表面接触3摩擦机理-------------------------------------3学时3．1摩擦类型与特点3．2摩擦理论3．3影响摩擦的因素3．4摩擦的测定4工艺润滑剂概述-------------------3学时4．1工艺润滑的目的与要求4．2润滑状态；4．3工艺润滑剂的类型（油基润滑剂；水基润滑剂；乳化液；固体润滑剂）4．4润滑添加剂5 工艺润滑基本理论--------------------------------------------------3学时5．1润滑状态5．2流体润滑5．3混合润滑5．4 边界润滑6磨损-------------------------------------------3学时6．1磨损的定义6．2磨损类型6．3磨损对工模具及制品表面质量的影响参考书目［1］ 温诗铸，摩擦学原理，北京：清华大学出版社，1994。
［2］ 全永昕，工程摩擦学，杭州：浙江大学出版社，1994。
［3］ 汪一麟，实用摩擦学，上海：上海科学技术出版社，1984。
［4］ 颜志光，润滑材料与润滑技术，北京：中国石化出版社，2000。
［5］ 张剑烽等，摩擦磨损与抗磨技术，天津：天津科技翻译出版公司，1993。
［6］ 孙建林，材料成形摩擦磨损与润滑，国防工业出版社，2007。
