摩擦学原理摩擦表面状态

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摩擦学知识点总结

摩擦学知识点总结摩擦是指两个表面之间的相对运动受到的阻力。

摩擦学是研究摩擦现象的科学，涉及到力学、材料学、表面科学、润滑学等多个学科的知识。

摩擦学的研究对于工程和日常生活都有着重要的意义。

本文将就摩擦学的一些重要知识点进行总结，包括摩擦力的产生机制、摩擦系数、摩擦的影响因素、摩擦的应用以及摩擦的减小等内容。

一、摩擦力的产生机制摩擦力的产生是由于两个表面之间的微观不平整的凸起和凹陷之间发生了相互作用。

当两个表面接触时，由于其不光滑的表面，导致表面之间存在着局部的微小接触点。

在这些接触点处，由于原子和分子之间的相互吸引力和斥力，产生了摩擦力。

这种微观不平整的表面结构导致了摩擦力的产生，这也是为什么光滑的表面摩擦力更小的原因。

二、摩擦系数摩擦系数是用来描述两个表面之间摩擦性质的参数。

通常用符号μ来表示。

摩擦系数的大小取决于两个表面之间的物理性质以及表面之间的状态。

通常来说，摩擦系数分为静摩擦系数和动摩擦系数。

静摩擦系数是指在两个表面相对静止的情况下，需要克服的摩擦力与正压力之比。

而动摩擦系数是指在两个表面相对运动的情况下，需要克服的摩擦力与正压力之比。

摩擦力与正压力之比就是静摩擦系数或者动摩擦系数。

摩擦系数是一个重要的物理量，不同材料之间的摩擦系数差异很大，所以在工程设计和实际应用中需要根据具体情况来选择合适的摩擦系数。

三、摩擦的影响因素影响摩擦的因素有很多，主要包括：1. 表面形状和粗糙度：表面的形状和粗糙度对摩擦力的大小影响很大。

通常来说，表面越光滑，摩擦力就越小。

2. 正压力大小：正压力越大，摩擦力也就越大。

正压力是指两个表面之间的垂直于接触面的力。

3. 材料的性质：不同材料之间的摩擦系数是不同的，材料的硬度、弹性模量、表面粗糙度都会影响摩擦力的大小。

4. 温度：温度的变化也会对摩擦力产生影响。

一般来说，温度升高会使摩擦力减小。

5. 润滑情况：润滑剂的使用会减小摩擦力，从而减小磨损和能量损失。

四、摩擦的应用摩擦力是一种普遍存在的力，它在我们的日常生活和工程实践中都有着广泛的应用。

摩擦学原理(第4章磨损理论)

将磨损分类的主要目的是为了将实际存在的各种各样的磨损现象归纳为几个基本类型，从而更好地分析磨损规律。早期人们根据摩擦的作用将磨损分为以下三大类：

1．机械类由摩擦过程中表面的机械作用产生的磨损，包括磨粒磨损、表面塑性变形、脆性剥落等，其中磨粒磨损是最普遍的机械磨损形式。 2．分子-机械类由于分子力作用形成表面粘着结点，再经机械作用使粘着结点剪切所产生的磨损，这类磨损的主要形式就是粘着磨损。 3．腐蚀-机械类这类磨损是由介质的化学作用或电化学作用引起表面腐蚀，而摩擦中的机械作用加速腐蚀过程，它包括氧化磨损和化学腐蚀磨损。

为了设计具有足够抗磨能力的机械零件和估算其磨损寿命，还必须建立适合于工程应用的磨损计算方法。近年来通过对磨损状态和磨屑分析以及对磨损过程的深入研究，提出了一些磨损理论，它们是磨损计算的基础。磨损计算方法的建立必须考虑磨损现象的特征。而这些特征与通常的强度破坏很不相同。
第四章磨损机理

表4.1磨损类型
分类磨损机理 1．粗糙峰变形或去除 2．犁沟导致的磨损 3．剥层磨损主要由材料的机械行为引起的磨损 4．粘着磨损 5．磨料磨损 6．微动磨损 7．固体颗粒冲击引起的磨损 1．腐蚀磨损 2．氧化磨损主要由材料的化学行为引起的磨损 3．扩散磨损 4．表面层溶解引起的磨损 5、高温下的粘着磨损磨损常数K（范围） 10-4 10-4 10-4 10-4 10-2~10-1 10-6~10-4
第二篇磨损理论

各种磨损形式有着不同的作用机理：
磨粒磨损主要是犁沟和微观切削作用；粘着磨损过程与表面间分子作用力和摩擦热密切相关；接触疲劳磨损是在循环应力作用下表面疲劳裂纹萌生和扩展的结果；而氧化和腐蚀磨损则由环境介质的化学作用产生。接触面的塑性变形常常引起磨损，也就是说变形导致磨损，化学作用也常能引起磨损。此外，有很多种磨损机理必须利用机械学、热力学等学科的理论来分析。

摩擦学原理

2.3 表层结构与表面性质
2.4 粗糙表面的接触
7
任何摩擦表面都是由许多不同形态的微凸蜂和凹谷组成。表面几何特性对于混合润滑和干摩擦状态下的摩擦磨损和润滑起着决定性影响，因此，了解和研究表面形貌及其参数是十分有必要的。
表面几何特征采用形貌参数来描述。最常用的表面形貌参数是表面粗糙度，它取表面上某一个截面的外形轮廓曲线来表示。根据表示方法的不同可分为一维、二维和三维的形貌参数。
26
对于一条轮廓曲线来说，它的自相关函数是各点的轮廓高度与该点相距一固定间隔处的轮廓高度乘积的数学期望(平均)值，即
R(l ) Ez( x) z( x l )
这里，E表示数学期望值。
如果在测量长度L内的测量点数为n，各测量点的坐标为 x i ，则 R(l )为
1 n 1 R(l ) z( xi ) z( xi l ) （2-7） n 1 i 1
12
图2-2 不同轮廓表面的
和 Ra 值
13
坡度 z 或 z ，它是表面轮廓曲线上各点坡度 a q 即斜率 z dz 的绝对值的算术平均值 z 或者均方 a dx 根值 z q 。该指标对于微观弹流润滑效应十分重要。
峰顶曲率C 或C ，采用各个粗糙峰顶曲率的
算术平均值C 或者均方根值C 。它对于润滑和表面 q a 接触状况都有影响。
切削加工表面形貌的分布曲线往往与标准 Gauss分布存在一定偏差，通常用统计参数表示这种偏差。常用的偏差统计量有偏态s（衡量分布曲线偏离对称位置的指标）和峰态K（表示分布曲线的尖峭程度）。
22
偏态s的定义是
S

z 3 ( z )dz

3

摩擦学基础知识综述

剪切强度）和屈服极限。
(2)粘着理论基本要点：
摩擦表面处于塑性接触状态:实际接触面只占名义面积很小部分，接触点处应力达到受压屈服极限产生塑性变形后，接触点的应力不再改变，只能靠扩大接触面积承受继续增加的载荷。滑动摩擦是粘着与滑动交替发生的跃动过程: 接触点处于塑性流动状态，在摩擦中产生瞬时高温，使金属产生粘着，粘着结点有很强的粘着力，随后在摩擦力作用下，粘结点被剪切产生滑动。
属摩擦副摩擦系数较大；二者之间容易发生粘着，而互溶性差的金属不易发生粘着。
2.摩擦副表面特性：
（1）表面粗糙度：非常粗糙的表面，表面须
越过另一表面的微凸体，摩擦系数高。非常光滑的表面摩擦系数甚至更高：实际接触面积大，分子作用增强。在塑性接触下，实际接触面积总是与载荷成正比，表面粗糙度的实际影响并不大。
（4）无法解释脆性材料具有的和金属材料相
似的摩擦性能。
（5）粘着理论很好解释了“相溶性较大的金
属之间容易发生黏着,摩擦系数较大”现象.
对于大多数金属, τb =0.2σs ,计算的摩擦系数为 0.2左右.正常大气中测的摩擦系数都高达 0.5 ,在真空中更高.
5.机械—粘着—犁沟综合作用理论粘着理论的基础上提出“机械—粘着—犁沟”
摩擦学基础知识
概述
1. 摩擦的定义：
两个接触物体表面在外力作用下相互接触并作相对运动或有运动趋势时，在接触面之间产生的切向运动阻力称为摩擦力，这种现象就是摩擦。
2 . 摩擦的分类 1. 摩擦按摩擦副运动状态可分为：静摩擦：两物体表面产生接触，有相对运动趋势但尚未产生相对运动时的摩擦。动摩擦：两相对运动表面之间的摩擦。 2. 按相对运动的位移特征分类：滑动摩擦：两接触物体接触点具有不同速度和(或) 方向时的摩擦。滚动摩擦：两接触物体接触点的速度之大小和方向相同时的摩擦。自旋摩擦：两接触物体环绕其接触点处的公法线相对旋转时的摩擦。

摩擦学原理固体摩擦

滑转变的过程中，系统的阻尼可能会变为负值，导致振幅随时间呈指数增长。滑动过程中的动力学方程为
mxx kx fW
（3.6）
假设在某个速度区间，动摩擦系数与相对滑动速度之间呈线性减小关系，
即：
f f0 g(V x)
（3.7）
式中，f0是与速度无关的动摩擦系数，g表示动摩擦系数与相对滑动速度
曲线的斜率。
根据上述粘滑现象的动力学模型，防止粘滑的途径有两条：
1、设法增大系统刚度、阻尼和滑动体的质量；
2、设法减小动、静摩擦系数的差异，如采用纸基摩擦材料就可以减小静动摩擦比，同时使得摩擦系数-滑动速度曲线在系统的工作速度范围内保持正梯度或较小的变化。
3.1.4 Preset displacement (预位移)
将式（3.7）代入式（3.6）有：
mx ( gW )x kx ( f0 gV )W
（3.8）
若 gW ，或 g ，该系统的阻尼为负值，当加速时就会发
生振动。
W
滑动摩擦的粘滑现象会影响机器工作的平稳性。
例如摩擦离合器啮合产生的颤动、车辆在制动过程中的尖叫、刀具切削金属时的振动以及滑动导轨在缓慢移动时的爬行现象等都与摩擦粘滑现象有关。这类振动现象有时也称为摩擦诱发振动或摩擦自激振动。
粘滑问题的等效力学模型
粘滑时的位移—时间曲线
设摩擦副的一方（质量为m）在滑动方向上受到一个等效弹簧（刚度为k）和一等效线性阻尼（阻尼系数为）的约束，与它接触的另一方以速度V
运动。当外力尚未达到静摩擦力时，双方粘连在一起，共同以绝对速率运动，此时上方的摩擦副的位移满足下式：
kx V fsW
式中，W表示正压力或载荷，fs 是静摩擦系数。当物体m从静止状态的原点O沿运动方向逐渐增大位移x=Vt时，弹簧力随之线性增大即kVt，系统存储的弹性能，在某一时刻t=tA时，物体到达 A点，此时有：

摩擦学表面摩擦和粘性摩擦

摩擦学表面摩擦和粘性摩擦摩擦学：表面摩擦和粘性摩擦摩擦作为物体之间的相互作用力之一，在日常生活中无处不在。

它不仅影响着机械装置的性能，也在我们的运动中起到重要的作用。

本篇文章将对摩擦的不同类型进行探讨，着重介绍表面摩擦和粘性摩擦的特点及应用。

一、表面摩擦表面摩擦是指两个物体接触表面之间的摩擦力。

它是由于两个物体表面的不平滑性和接触面积对力的传递造成的。

表面摩擦可以分为静摩擦和动摩擦。

1. 静摩擦静摩擦是指物体在没有相对运动时所受的摩擦力。

它的大小与物体之间的垂直压力以及物体表面的粗糙度有关。

当我们试图拉开两个紧密堆叠的书本时，由于静摩擦的作用，书本往往很难分离。

这是因为两个书本表面的微小凸起和凹陷之间产生的摩擦力比我们所施加的力要大。

2. 动摩擦动摩擦是指物体在相对运动时所受的摩擦力。

与静摩擦相比，动摩擦往往较小。

当我们用力将物体推动时，动摩擦会抵消部分作用在物体上的力，使得物体的运动速度较慢。

汽车轮胎和道路之间的摩擦力就是一种实际应用中的动摩擦。

合理控制动摩擦可以帮助我们安全驾驶，防止车辆打滑。

二、粘性摩擦粘性摩擦是指物体在相对运动时，在介质中的阻力产生的摩擦力。

其中介质可以是液体或气体。

相比于表面摩擦，粘性摩擦是由于物体与介质之间的黏性造成的。

1. 液体粘性摩擦液体粘性摩擦是指物体在液体介质中相对运动时受到的阻力。

例如，当我们将手指伸入水中快速移动时，我们可以感觉到液体对手指的阻力。

这种阻力是由于液体分子与手指表面分子间的相互作用力造成的。

液体粘性摩擦在管道输送、风洞试验等领域具有广泛应用。

2. 气体粘性摩擦气体粘性摩擦是指物体在气体介质中相对运动时受到的阻力。

相比于液体粘性摩擦，气体粘性摩擦较小，因为气体分子间的相互作用力较弱。

然而，在高速运动或高温条件下，气体粘性摩擦也会产生一定的影响。

航空航天领域中的空气动力学研究就需要考虑气体粘性摩擦的影响。

结语摩擦作为一种力的体现，对于物体的运动和工程设计至关重要。

第3章摩擦原理

摩擦力大小与相接触物体间的表面名义接触面积无关。

犁沟效应22rA v π=H A rh=SS v rA W σπσ)2(2==H S SF A rh σσ==θππσπσμctg r h r rh W F S S p 2222====∴若考虑粘着效应和犁沟效应S r B v A A F στ+=θπστσσστμctg A A A A W FS B S v S r S v B v 2+=+==①对大多数金属加工表面角很大，第二项数值很小可以忽略②磨粒磨损中，角很小，不能省去第二项θθ机械互锁模型粘着模型自由滚动受制滚动槽内滚动由于材料的弹性模量不同由于滚动接触表面有切向由于几何形状使接触各点接触消失时，大部分变形能得到释放，由于产生的能量差为滚动摩擦的损耗其大小与材料的阻尼和松弛性能有关低速滚动时的弹性滞后损失小高速滚动时的弹性滞后相对较大随载荷增大，塑性变形逐渐扩展到表使材料发生塑性变形需要消耗能量滚动体前方的塑性变形是滚动摩擦十Tabor与滑动摩擦的表面分离过程完全不同滚动接触的接近与分离在垂直方向分离过程要克服粘附力拉伸作用粘附力属于范德华力粘附力很小，只占摩擦阻力很小一部分滚动摩擦是由多种机理组合的复杂过程概括为四种机理：微观滑移、弹性滞后、塑性变四种机理产生的摩擦阻力可以相互叠加滚动接触应力不大时主要以弹性滞后为主接触应力比较大时主要以塑性变形为主对于滚动过程的摩擦阻力如何定量计算？圆柱在平面上的滚动材料的受压弹性变形为：引入滞后系数，则功耗为：摩擦阻力:滚动阻力系数: （由实验得出）2221W x p aa π=−4WR a E π=′23e Mx Wa x E M R Rθπ===×α23e e Wa x E Fx E R αααπ⇒==•23Wa F Rαπ∴=1/2224()33F a WR f R R E ααωπππ===′α。

摩擦学原理知识点整理

绪论1、摩擦学定义：是关于相对运动的相互作用表面的科学技术，包括摩擦、润滑、磨损和冲蚀。

2、摩擦学研究内容主要包括：摩擦、磨损、润滑以及表面工程技术。

3、摩擦：是抵抗两物体接触表面在外力作用下发生切向相对运动的现象。

4、磨损：着重研究与分析材料和机件在不同工况下的磨损机理、发生规律和磨损特性。

5、润滑：研究内容包括流体动力润滑、静力润滑、边界润滑、弹性流体动力润滑等在内的各种润滑理论及其在实践中的应用。

6、表面工程技术：将表面与摩擦学有机结合起来，解决机器零部件的减摩、耐磨，延长使用寿命的问题。

第一章1、表面形貌：微观粗糙度、宏观粗糙度（即波纹度）和宏观几何形状偏差。

2、表面参数：（1）算术平均偏差Ra 是在一个取样长度lr 内纵坐标值Z （x ）绝对值的算术平均值。

（2）轮廓的最大高度Rz 是在一个取样长度lr 内最大轮廓峰高Zp 和最大轮廓谷深Zv 之和的高度。

（3）均方根偏差Rq 是在一个取样长度lr 内纵坐标值Z （x ）的均方根值。

3、对于液体，表层中全部分子所具有的额外势能的总和，叫做表面能。

表面能越高，越易粘着。

4、物理吸附：当气体或液体与固体表面接触时，由于分子或原子相互吸引的作用力而产生的吸附叫做物理吸附，是靠范德华力维系的，温度越高，吸附量越小。

物理吸附薄膜形成的特点是吸附和解吸附具有可逆性，无选择性。

5、化学吸附：极性分子与金属表面的电子发生交换形成化学键吸附在金属表面上，且极性分子呈定向排列。

化学吸附的吸附能较高，比物理吸附稳定，且是不完全可逆的，具有选择性。

6、粘附：是指两个发生接触的表面之间的吸引。

7、影响粘附的因素：①润湿性，②粘附功，③界面张力，④亲和力。

8、金属表面的实际结构：（1）外表层：①污染层，②吸附气体层，③氧化层；（2）内表层：①加工硬化层，②金属基体。

第二章1、固体表面的接触分类：（1）点接触和面接触。

（2）①弹性接触（赫兹接触），②塑性接触，③弹塑性接触，④粘弹性接触。

第一章摩擦学基础知识(摩擦表面)解读

（2）将各平行线截取轮廓图形中微凸体的长度相加，画在轮廓图右侧，直到轮廓图形的最低点为止，连接图中各点，即得到支承面曲线。
（3）描述参数（GB3505-83)：相对支承长度率：
支承面积： Ax离峰顶h处面积 Ao离峰顶最大高度面积
（4）按支承面积的大小将轮廓图形分三个高度层：支承面积小于25%的部分称为波峰，为最高层；在25%~75%之间部分称为波中，为中间层；大于75%部分为波谷，最低层。
塑性接触状态:
实际接触面积与载荷为线性关系，而与高度分布函数ψ(z)无关。结论：实际接触面积与载荷的关系取决于表面轮廓曲线和接触状态。当为塑性接触时，无论高度分布曲线如何，实际接触面积都与载荷成线性关系。在弹性接触状态下，大多数表面的轮廓高度接近于正态分布，实际接触面积与载荷也具有线性关系。
第一章摩擦学基础知识
1 摩擦表面
1.表面形貌组成：
固体表面的微观几何形状，即形状公差、波纹度和表面粗糙度统称为表面形貌。
（1）表面形状误差：
实际表面形状与理想表面形状的宏观偏差，是一种连续而不重复的形状偏差。它是机床- 工件- 刀具系统的误差和弹性变形等造成，如机床和刀具精度不够、不正确的加工规范或温度应力等。表面形状误差的数值由最大偏差表示，国家标准 GB1182～1184-80 规定了形状和位置公差。
（4）四次矩-峰态K：分布曲线的陡峭度。正态K =3，K<3概率分散，表面凸峰较平缓。K >3概率集中，凸峰较尖锐。
(3). 自相关函数R(l)：
反映了相邻轮廓的关系和轮廓曲线的变化趋势。对于任一条轮廓曲线，自相关函数是各点的轮廓高度与该点相距一定间隔处的轮廓高度乘积的数学期望，即
离散函数：测量长度内测量点n，高度值xi，则

机械设计中的摩擦学原理分析

机械设计中的摩擦学原理分析摩擦学是研究摩擦、磨损和润滑的学科，对于机械设计来说，摩擦学原理的应用至关重要。

摩擦学原理的理解能够帮助工程师们设计出更有效、更可靠的机械系统。

本文就机械设计中的摩擦学原理进行详细分析。

一、摩擦学基本概念摩擦是由于两个物体之间的接触而产生的阻碍相对运动的力。

摩擦由于两个物体之间的微小不平整而产生，其平衡状态下的力大小可以用摩擦系数表示。

摩擦系数越大，两个物体之间的摩擦力就越大，相对滑动也就越困难。

磨损是指在摩擦作用下，物体表面逐渐剥落、破损或变形的过程。

摩擦作用时产生的热量会导致磨损，并且可以通过润滑来减少磨损。

润滑是指利用润滑剂在接触表面形成润滑膜，减少摩擦和磨损的过程。

润滑可以分为液体润滑、固体润滑和气体润滑三种方式。

润滑剂的选择应根据工作条件和材料特性进行合理选择，以确保机械系统的正常运行。

二、摩擦学在机械设计中的应用1. 摩擦副配对设计在机械设计中，合理选择和设计摩擦副对是至关重要的。

摩擦副应具备摩擦系数小、磨损少、寿命长等特点，以保证机械系统的正常运行。

在进行摩擦副设计时，需要考虑工作条件、材料的性质、润滑和摩擦副配合间隙等因素。

2. 摩擦和磨损分析摩擦和磨损分析是机械设计中重要的一环，通过合理的分析可以预测摩擦副件的损坏和寿命，进行合理的维护和更换。

同时，也可以通过分析优化摩擦副材料、润滑方式等因素，减少磨损，提高机械系统的效能。

3. 润滑技术应用在机械设计中，润滑技术的应用可以减少机械系统的摩擦和磨损，延长使用寿命。

润滑可以使用液体润滑剂、固体润滑剂或气体润滑剂，根据工作条件选用合适的润滑方式。

4. 摩擦噪音和振动控制摩擦副件在运动过程中会产生噪音和振动，影响机械系统的正常工作和使用寿命。

为了减轻噪音和振动，需要通过设计和选择合适的材料、润滑方式以及减振措施等途径来控制和减少噪音和振动的产生。

三、机械设计中的摩擦学原理实例以某自动化生产线上的输送系统设计为例，通过摩擦学原理的应用可以解决以下问题：1. 提高输送效率：通过合理选择输送系统的摩擦副件材料和润滑方式，减小摩擦力，提高输送效率。

摩擦学基本知识

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。

摩擦学原理(第1章摩擦表面状态)2013

form error形状误差 ,texture纹理, and so on 。
22
1.1.1 geometrical form error of surface
23
The surface geometrical characteristic pay important role in the friction, wear and lubrication under mixture lubrication(混合润滑) and dry contact condition （干摩擦）
18
Introduction of the friction theory
Friction is one of three major parts of tribology. Friction phenomenon is also the earliest phenomenon observed by human beings。
中国汽车工业协会统计分析，2013年1-9月，中国品牌乘用车共销售512.50万辆，同比增长12.14%，德系、日系、美系、韩系和法系乘用车分别销售254.17万辆、198.28万辆、160.46万辆、116.12万辆和40万辆，分别占乘用车销售总量的19.78%、 15.43%、12.49%、9.04%和3.11%。中国汽车1-9月产销量1281万辆.
Analyzing the friction surface properties, such as, wetting angle, surface energy and surface adsorption。
Analyzing the contact problem of roughened surface 。By introduce contact area, contact model，to analyze the contact stress, contact deformation in the contact elements along it’s deepness，which involve statistics, Physical chemistry, materials science and elasticity.

摩擦学材料研究方法高分子材料摩擦学第2章表面和接触

31摩擦基本原理摩擦的定义29311摩擦基本原理摩擦的分类分类方法摩擦的分类摩擦形式外摩擦摩擦形式内摩擦运动形式静摩擦运动形式动摩擦滑动摩擦滚动摩擦滚滑摩擦润滑状态干摩擦润滑状态边界摩擦润滑状态润滑摩擦摩擦材质金属金属金属非金属非金属非金属等工况条件常见工况常温常压环境介质等工况条件特殊工况高低温高低压辐射真空腐蚀介质失重等30311摩擦基本原理摩擦的分类外摩擦
轮廓峰的平均曲率为取样长度!内全部轮廓峰顶处半径（代号"#$%）的曲率半径平均值
11
2.1表面形貌-典型测量方法
测量方法光学显微镜光轮廓斜剖面干涉显微镜复光束干涉反射电子显微镜电子显微镜表面轮廓仪分辨率μm 横向 0.25~0.35 0.25 0.25 0.25 5 0.03~0.04 0.005 1.3~2.5 纵向 0.18~0.35 0.25 0.025 0.025 0.005 0.002~0.008 0.0025 0.005~0.25
2
第2章表面和接触
表面：指两相间的边界物质，其中相的定义是“具有明确的物理边界、区别于其他物质系的均一部分”。实际存在的固体表面并不是象镜面一样简单的平面, 它具有复杂的形状和表面性质。 2.1 表面形貌 2.2 表面结构 2.3 接触和变形
3
illustration of a regular wavy surface texture
8
2.1表面形貌-轮廓曲线的高度特征
Ra、Ry、Rq比较 Ra和Ry是加工中直接用于控制表面质量的参数，Rq在工程中很少用，但在轮廓的理论分析中有很重要的应用价值。上图为两种支承表面的微观形貌，这两种表面的Ra相同，而Rq值却能把好与差的表面差异反映出来，在塑性材料磨损，特别是磨合过程中，这种表面形貌的变化是常遇到的。

《摩擦学原理与润滑技术》试题

摩擦学原理复习题整理1. 简述摩擦种类及机理2. 简述磨损种类及机理1. 答：摩擦的分类:按摩擦副的运动状态：动摩擦，静摩擦按摩擦副的运动形式：滚动摩擦，滑动摩按摩擦副的润滑状态：干摩擦，流体摩擦，边界摩擦，混合摩擦摩擦产生机理：1）机械啮合理论：摩擦力源于接触面的粗糙程度。

相互接触的两物体粗糙的峰相互啮合、碰撞以及产生的塑性或弹性变形，特别是硬的粗糙峰嵌入软表面后在滑动过程中产生的形变会引起较大的摩擦力。

2）分子作用理论：这种理论认为由于分子的活动性和分子作用力使固体粘附在一起而产生滑动阻力。

被称为粘着效应。

3）粘着理论：人们从机械——分子联合作用的观点出发建立了粘着理论。

2. 答：磨损种类：点蚀磨损、胶合磨损、擦伤磨损、粘着磨损、疲劳磨损、冲蚀磨损、腐蚀磨损、磨料磨损。

磨损产生机理：1）磨粒磨损机理：微观切削、挤压剥落、疲劳破坏2）粘着磨损机理：通常摩擦表面的实际接触面积只有表观面积的 0.1~0.01%。

对于重载高速摩擦副，接触峰点的表面压力有时可达 5000MPa，并产生1000度以上的瞬现温度。

而由于摩擦副体积远大于接触峰点，一旦脱离接触，峰点温度便迅速下降，一般局部高温持续时间只有几个毫秒。

摩擦表面处于这种状态下，润滑油膜、吸附膜或其他表面膜将发生破裂，使接触峰点产生粘着，随后在滑动中粘着结点破坏。

这种粘着、破坏、再粘着的交替过程就构成粘着磨损。

弹性流体动力润滑和流体动压润滑分别适用于什么情况。

两个作相对运动物体的摩擦表面,用借助于相对速度而产生的粘性流体膜将两摩擦表面完全隔开,由流体膜产生的压力来平衡外载荷, 称为流体动力润滑。

所用的粘性流体可以是液体(如润滑油) ,也可以是气体(如空气等), 相应地称为液体动力润滑和气体动力润滑。

流体动力润滑的主要优点是,摩擦力小, 磨损小,并可以缓和振动与冲击。

流体动力润滑通常研究的是低副接触受润零件之间的润滑问题,把零件摩擦表面视作刚体,并认为润滑剂的粘度不随压力而改变。

摩擦及摩擦理论课件(分析“摩擦”文档)共86张PPT

定律四：摩擦系数与滑动速度无关。
擦力。此外，如果一表面比另一表面硬一些，则硬表面的粗糙的现象，但无法解释经过精密研
犁沟效应的阻力是摩擦力的组成部分，在磨粒磨损和檫伤磨损中，为主要分量。古典摩擦定律长期作为工程应用中的指导法则使用。
微凸体顶端将会在较软表面上产生犁沟，这种犁沟的阻力也是润滑油分子受化学键力的作用，而贴附到金属表面上，就形成了化学吸附膜。
着理论大得多的摩擦系数值, 也更接近于实际。
较高的温度（150℃-200℃）下，润滑油中的硫、氯、磷与金属起化学反应，形成化合物，在油与金属界面处形成化学反应膜。
摩擦力。即是具有长度的量纲，它相当于在滚子即将滚动时，法向约束力FN的作用线偏移滚子最低点的最大距离，即xmax。
曲线3为含有极压添加剂的润滑油，化学反应前摩擦系数较高，达到反应温度后，摩擦系数保持稳定的低值；晶态材料的晶格排列：不同材料或不同晶体结构的材料组成的摩擦副比相同材料或相同晶体结构的材料组成的摩擦副摩擦系数低得多。
(2)粘着理论基本要点：
摩擦表面处于塑性接触状态:实际接触面只占名义面积很小部分，接触点处应力达到受压屈服极限产生塑性变形后，接触点的应力不再改变，只能靠扩大接触面积承受继续增加的载荷。
滑动摩擦是粘着与滑动交替发生的跃动过程: 接触点处于塑性流动状态，在摩擦中产生瞬时高温，使金属产生粘着，粘着结点有很强的粘着力，随后在摩擦力作用下，粘结点被剪切产生滑动。这样滑动摩擦就是粘着结点的形成和剪切交替发生的过程。
F = T + Pe = Aτb + Spe (1) 其中，T为剪切力，T=A τb，A
为粘着面积即实际接触面积；
τb为粘着结点的剪切强度。 Pe 为犁沟力, Pe = Spe；

摩擦的四种状态

摩擦的四种状态
摩擦的四种状态包括：
干摩擦：当两物体的滑动表面无任何润滑剂或保护膜时，它们直接接触并产生摩擦，这种状态称为干摩擦。

例如，冲孔网的制作过程中，冲头在钢板上的摩擦就是干摩擦。

边界摩擦：当两摩擦表面各附有一层微薄的边界膜（如吸附膜或反应膜），使得两表面并不直接接触时，这种状态称为边界摩擦。

边界摩擦的摩擦状态相较于干摩擦有所改善，其摩擦和磨损程度主要取决于边界膜的性质、材料表面机械性能和表面形貌。

流体摩擦：当两摩擦表面被一层连续的流体润滑膜完全隔开时，这种状态称为流体摩擦。

这种状态也称为液体摩擦，它不会发生金属表面的磨损，是理想的摩擦状态。

根据润滑膜厚度的不同，流体摩擦还可以进一步分为液体摩擦和半液体摩擦。

混合摩擦：当两表面间同时存在干摩擦、边界摩擦和流体摩擦的两种及以上状态时，这种状态称为混合摩擦。

在实践中，很多摩擦副都处于混合摩擦状态。

以上四种摩擦状态是根据摩擦副表面间的润滑状态进行分类的，不同的状态对设备性能和使用寿命有重要影响。