摩擦系数

当今摩擦学研究的两大主题：磨损和润滑
摩擦过程，其实也是能源损耗过程，因此减少摩擦和由 于摩擦而造成的磨损也就是减少能源损耗。
（ 1）能量的平均有效 使用率不超过60%；
（ 2）因摩擦磨损导致 失效而必须更新或修 理的零部件约占部件 总数的60-80%。
摩擦系数是摩擦副材料、表面状态、加工及热处
理过程、润滑状态及实验条件（压力、温度和速度等）
结果分析
制动条件下的平均摩擦系数
实验背景 实验Байду номын сангаас料 实验方法
闸片材料为铜基粉末冶金材料: 其主要成分为铜 、铁粉、石墨、二氧化硅等。闸片的形状为三角形，面 积为 2930mm²。摩擦盘材料为4Cr5MoVSi，盘直径为 320mm，摩擦半径为120mm，闸片与制动盘组成的摩擦 副如图所示。
结果分析
姓名：*** 学号：S2014****
内容要点
1 2 3 4
Company Logo
一、绪论
摩擦学是一门研究相互接触运动物体表面之间摩 擦、磨损和润滑的学科。摩擦学对人类物质生活有 着深远的影响，“摩擦生火第一次使人支配了一种 自然力，从而最终地把人和动物分开” 涉及到：机械学、材料科学、固体力学、液力学、 热物理学、物理化学等 (1)摩擦相关机理和测量技术； (2)减摩设计或磨损设计、摩阻设计和润滑设计问题
三、摩擦系数的确定

F Ar b
N b sy
材料的摩擦系数不是一个固定的 常数，不是用公式计算一下就可以得 到的。
制动条件下的平均摩擦系数
实验背景
实验材料 实验方法
结果分析
制动条件下的平均摩擦系数
实验背景 实验材料 实验方法
列车在制动过程中利用制动盘和闸片间的摩擦， 将动能转化为热能并通过热传递的方式散发出去。根据 国际铁路联盟( UIS) 规定: 在其它制动方式完全失效 的情况下，紧急制动时列车必须在规定的距离内停车。 平均摩擦系数的大小决定了摩擦副将动能转化成热能的 效率，从而决定着制动距离。 目前，平均摩擦系数的计算方法主要有两种，一 种是UIS标准，它是将瞬时摩擦系数之和的平均值作为 平均摩擦系数，另一种是通过求出制动过程中的平均摩 擦力而得到平均摩擦系数。
制动条件下的平均摩擦系数
实验背景 实验材料 实验方法
平均摩擦力与瞬时摩 擦力的差值决定了平 均摩擦系数；
摩擦制动试验在TM-1型惯性制动试验台上进行， 转动惯量为46㎏•㎡，初制动、常规制动和紧急制动压 力分别为0.5、0.75、1.0MPa，制动初速度分别选取50 、100、200和300㎞/h，每次试验初始温度在60℃以下 ，温度的测量点位于闸片上，热电偶位于闸片中心，测 量点距摩擦表面2㎜。
二、摩擦系数影响因素
摩擦分类：
根据运动状态： 动摩擦力、非全静摩擦力、全静摩擦力 根据运动学特征： 滑动摩擦、旋转摩擦（变相的滑动摩擦）、滚动摩 擦 根据摩擦机理： 内摩擦、外摩擦 根据表面状态，是否润滑的特征： 纯净摩擦（无吸附膜、氧化物等）、干摩擦（表面 间无润滑油、污垢等）、边界摩擦（表面被一层润滑油 分开，润滑油极薄， <0.1 微米）、液体摩、半干摩擦、 半液体摩擦
诸多因素的综合反映。 通常，摩擦的大小用摩擦系数来表达，因此在研 究有关摩擦的问题时，摩擦系数的数值无疑是必须确 知的。此外，摩擦系数在塑性成形的力、能分析中也
是个重要的物理参数，这个参数的准确与否，将直接
影响所求结果的准确性。同时,这些力、能公式正确程 度也要有准确的物理参数才能作出令人信服的评价。
两个物体之间切变运动的抗力 ( 即摩擦力 ) 与两个物体 之间正压力之比。（静摩擦系数、动摩擦系数、滚动阻力 系数） 阿芒顿库仑定律（无润滑状态下固体间相对滑动的问 题） ①表观接触面积、滑动速度无关；②法向载荷成正比 。 达芬奇：1508年提出假设，摩擦系数一般为0.25 阿芒顿：1699年，摩擦系数0.3 比尤里芬格：1730年，摩擦系数0.3 库伦：十八世纪，确定压力对摩擦系数的影响，并求 出几种材料配合的摩擦系数的不同数值。
结果分析
四、结束语
美国摩擦学者与润滑工程师协会的调研报告
科捷利尼科夫、彼得罗夫：十九世纪中叶，摩擦偶件 的摩擦系数并非不变
摩擦系数影响因素：
1材料本性及摩擦表面是否有膜（润滑油、氧化物、污垢） 材料本性 2静止接触的延续时间 3施加载荷的速度 4摩擦组合件的刚度及弹性 5 滑动速度 6摩擦组合件的温度状态 7压力 8物体的接触特性，表面尺寸，重叠系数 9表面质量及粗糙度
摩擦系数在整个制动距 离上的分布情况决定着 平均摩擦系数；
结果分析
制动条件下的平均摩擦系数
实验背景 实验材料 实验方法
当制动初速度较低时，摩擦系数在整个制动距离分布差异较小， 平均摩擦力与瞬时摩擦力差别不明显，两种计算方法得出的结果集 中在制动中期，且差别较小。当制动初速度较高时，摩擦系数集中 分布在制动初期，UIS标准计算结果偏向于制动初期摩擦系数; 制动 初期摩擦力明显低于平均摩擦力，中国标准计算结果偏离制动初期 摩擦系数，此时，两种计算方法得出的结果差别较为明显。