摩擦学作业

发布 2022-09-18 10:22:28 阅读 1840

1、 摩擦。

有利:走路时,鞋与地面之间的摩擦。

有害:人拉笨重的物体时,物体与水平地面间的摩擦。

2、 磨损。

有利:磨刀。

有害:机器的运动部件间产生的磨损。

3、 润滑。

有利:自行车链条涂润滑油。

有害:跑步机涂过多润滑油,跑步带会打滑。

摩擦学三大公理。

1、摩擦学第一公理——摩擦学行为是系统依赖的。

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。摩擦学行为的内容十分复杂,将在以下举例加以讨论,更多的实例详见文献[3和5].

应该强调的是,要注意元素之间的相对运动和相互作用,它们改变了单个元素的固有性质。所谓系统依赖,是指简单系统(见图1)以及由简单系统所构成的任何更为复杂的系统[3,5],其行为已不能由任何一个构成它的元素来实现。

fig 1 ******st tribological system

图1 最简单的摩擦学系统。

2、摩擦学第二公理——摩擦学元素的特性是时间依赖的。

与构成构件的材料相比,构成摩擦副的任何一个元素的材料承受更为严酷的载荷:在非常小的尺度范围内(表面不平)传递与构件整体所传递的相同的载荷,载荷密度极大;传递是在异构表面间实现的,不同于在同一材料内部的传递;同时存在相对运动,加剧了载荷的作用;而相对运动产生的高温则从物理和化学方面推动了变化的过程,如图2所示。这种由表面相对运动和相互作用引起的变化,其速度大大超过构件中由其它行为导致的变化,因此,过去通常作为时不变处理的系统,在摩擦学分析和摩擦学设计时,就必须作为时变对象处理。

在系统整个生命周期中,变化的速度也常常分成如图3所示几个大小不等的阶段。也有另外一些系统具有更复杂的变化规律。摩擦学所要着重研究的内容之一,正是这种时变规律。

fig 2 the severity of work condition of a tribo-pair

图2 摩擦副工作的严酷性。

fig 3 variation of the speed of change in a life cycle

图3 全生命周期中时变速度的变化。

3、摩擦学第三公理——摩擦学行为是多个学科行为间强耦合结果。

就如图1所示的最简单的摩擦学系统而言,两个表面及两表面介质之间的相对运动和相互作用是力学行为;由此耗散的机械能转变为热能、热能向周边的传递并形成稳定的和不稳定的温度场是热力学和传热学行为;表面及表面间介质材料的分子相互作用及转移是物理学行为;表面及表面间介质材料的离子级和原子级相互作用是化学行为;如果两表面间存在电场和(或)磁场,则这些外场将导致电磁学行为,主要包括产生引力或斥力、导致表面和表面间材料分子排列的变化、导致表面材料中产生涡流和热等。以上这些行为之间存在相互强耦合作用。当孤立地研究其中任何一个行为时,可以采用其所从属的学科的理论和方法。

而摩擦学的理论就是研究“在摩擦学环境下,它们之间相互耦合作用的规律”.这种规律“不是任何一个其它学科所能给出的”.与第一公理相比,第三公理集中反映行为方面的关系。

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