接触摩擦磨损小总结.docx

固体表面的接触（弹性接触和塑性接触） 接触中，真实接触面积的大小与载荷成正比，（什么接触属性？塑性接触？弹性接触？） 滑动摩擦定律： 摩擦力的大小与接触面间法向载荷成正比 摩擦力的大小和名义接触面积的大小无关 动摩擦力的大小与滑动速度无关 当法向载荷较大，使实际接触面积接近名义接触面积时，以及极硬材料与极软材料组成的摩擦副，摩擦力与法向载荷不满足正比关系。对于弹性或粘弹性材料的摩擦，摩擦力与名义接触面积相关。此外，许多材料的摩擦系数都随滑动速度和载荷的大小而变化。 对于具有确定的屈服极限的材料（金属材料），摩擦力的大小和名义接触面积无关。若表面十分洁净、平整，则在相互接触的实际面积上将出现强烈的分子引力，此时摩擦力与名义接触面积有关。此外，弹性材料和粘弹性材料的摩擦力和名义接触面积有关。 滑动摩擦理论——弹性界面 分子—机械理论： ，屈服极限， Archard弹性摩擦模型： 仅有弹性变形的微凸体同样可以产生摩擦 ，剪应力 根据赫兹接触得到的平均压力的公式， 则摩擦力 评价磨损的定量指标 比磨损率（specific wear rate）： 单位载荷（）及单位摩擦行程（）内的磨损体积（） 磨损系数（coefficient of wear，）： 摩擦副材料的体积磨损（，单位为）和较软材料屈服应力（，单位为）之乘积对摩擦功（滑动距离与载荷的乘积）之比的无量纲数，即 磨损因子（wear factor）： 滑动轴承的径向线磨损（）除以名义接触压力（）与行程（）的乘积，即 Archard磨损计算模型，针对黏着磨损提出，接触状态：塑性接触，基于以下假设： 微凸体相互作用时，会发生局部接触 真实接触面积正比于法向载荷 每个微凸体的接触是圆形的 金属微凸体发生塑性变形 接触是等温的 聚乙烯在接触应力为12~15MPa时，磨损严重，接触应力达到12MPa时，产生局部塑性变形。 固体表面弹性接触： 弹性接触：应力与载荷成非线性关系 单个微凸体、理想粗糙表面接触时，实际接触面积与所加法向载荷的2/3次方成正比。 实际粗糙表面微凸体高度变化且随机分布（大多数工程表面的高度分布是高斯分布），得到结论： 就是说粗糙表面微凸体虽然是弹性接触，但实际的接触面积和所加垂直载荷仍然是成正比关系。 固体表面弹性接触时注意： 1.粗糙表面的接触是不连续的，即具有离散型，且微凸体高度呈高斯分布或指数分布。 2.单个球体与球体接触或球体与平面接触或理想粗糙表面接触，实际接触面积均随所施加载荷的2/3次方变化；但对于实际的粗糙表面，由于微凸体高度呈高斯分布，因而实际接触面积与载荷成正比。并且，实际接触面积与表观接触面积无关。 3.粗糙表面弹性接触过程中，接触点的平均尺寸几乎保持不变，只要在弹性范围内，即使逐渐增加载荷也是如此，这意味着实际接触面积主要随接触斑点数量的增多而增大，而不是随接触斑点尺寸的增大而增大。 4．因为，为一个恒定值并与载荷大小无关。 5．载荷与接触的微凸体数目成正比 塑性接触 在塑性接触中，无论是光滑平面与理想粗糙表面接触或是实际粗糙表面接触均可以导出塑性变形实际接触面积，即塑性接触中，实际接触面积与载荷始终存在正比关系。 摩擦理论 简单摩擦理论 ，为摩擦系数，为较软材料的极限切应力，为较软材料的塑性流动压力（金属的屈服压力），约等于硬度值H。 修正的粘着理论 绝对纯净的金属（无表面膜），未考虑材料的强化效应（取决于材料的可塑性）和滑动速度与温度的影响，在法向载荷和切向力联合作用下，实际接触面积比只有法向载荷单独作用时有了明显的增加。只有当摩擦系数很大的情况下，滑动时接触面积增加量才很大。 对于弹性接触情况，由于切向力的作用会使切应力最大的一点移向接触体的表面，但弹性接触点在切向力作用下的接触面积增加一般不超过5%。 金属表面有自然污染膜的粘着摩擦理论 这和简单粘着理论所得结论基本相似。这是由于摩擦界面的抗剪强度较小，滑动时粘着点的面积尚未来得及明显增长，界面膜就被剪断了，加之润滑时结点面积横向增长主要取决于集体金属塑性变形，但变形中由于又要收到界面膜的抑制作用，因此结点面积就比金属与金属直接接触时横向增长小的多，即摩擦力小得多。 非金属材料的摩擦 滑动条件下弹性体摩擦力计算： 粘着摩擦力 摩擦迟滞分量，由于微凸体压入弹性体作切向运动时弹性体延迟恢复造成的。 在非常光滑的表面，迟滞变形分量实际上很小，甚至没有；而当滑动界面有润滑剂时，粘着项就会大大降低。 塑料（聚合物）的摩擦 聚合物材料的变形是黏-弹性变形，变形取决于载荷、几何形貌和承载时间，当承载时间和???何形状一定时，对于球体和平面，实际接触面积并不像金属那样与载荷成正比，而是与成正比，通常小于1接近3/4，摩擦力随而变化。聚合物的一个普遍的倾向是随着载荷增大，摩擦系数降低。 粘着磨损定量关系式