摩擦学原理-点线接触问题的经典理论共72页文档
摩擦学原理知识点总结
摩擦学原理知识点总结摩擦学是研究物体之间相对运动时所产生的摩擦现象和规律的科学。
摩擦学原理包括摩擦的定义、摩擦力的产生原因，摩擦力的类型、摩擦力的计算方法等内容。
通过了解摩擦学原理，可以更好地理解摩擦力的作用和影响，从而在工程、物理学和机械设计等领域得到应用。
一、摩擦的定义摩擦，是指两个物体相对运动时，在它们接触表面上由于微观不平整而发生的阻力，这种阻力叫做摩擦力。
摩擦力是一种非常微小的力，通常在我们的日常生活中会忽略它的存在。
摩擦力的大小取决于物体表面的光滑程度、压力大小以及接触面积等因素。
二、摩擦力的产生原因摩擦力的产生是由于物体表面的不规则微观结构，当两个物体表面接触时，这些微不足道的不规则结构会相互干涩地牵引、压迫、撞击对方而产生的一种相对运动阻力。
三、摩擦力的类型1、静摩擦力当两个物体相对运动时，接触面会产生一个阻碍相对滑动的摩擦力，这就是静摩擦力。
静摩擦力的大小与物体之间的正压力成正比，即F_s = μ_sN，其中F_s为静摩擦力大小，μ_s为静摩擦系数，N为正压力的大小。
静摩擦力通常比动摩擦力大，当施加在物体上的力小于静摩擦力时，物体不会发生相对滑动。
一旦施加的力达到或超过了静摩擦力，物体就会开始发生相对滑动。
2、动摩擦力当物体产生相对滑动时，接触面会产生一个与相对滑动方向相反的摩擦力，即动摩擦力。
动摩擦力的大小与静摩擦力相关，通常小于静摩擦力，通常F_k = μ_kN。
其中F_k为动摩擦力大小，μ_k为动摩擦系数，N为正压力的大小。
动摩擦力通常比静摩擦力小，所以一旦物体开始运动，需要施加的力就变小了。
四、摩擦力的计算方法1、静摩擦力的计算静摩擦力的大小与物体间的正压力成正比，即F_s = μ_sN。
其中F_s为静摩擦力大小，μ_s为静摩擦系数，N为正压力的大小。
静摩擦系数是一个无量纲的常数，它取决于物体表面的光滑程度。
静摩擦系数的大小可以通过实验测定或者查找资料获得。
2、动摩擦力的计算动摩擦力的大小与正压力成正比，即F_k = μ_kN。
摩擦学原理-点线接触问题的经典理论
2. 推导所用的基本原理
非球点接触问题 1 ( 1 1 ) ( 1 1 )
R0
R1x R1y
R2x R2 y
球对平面
1
1
1 11
0,
0,
R2 x
R2 y
R1x R1y R
圆柱体对平面
1 1, R1x R
R1y , R2x , R2 y
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ψ
θ
θ2＝π＋α
o1
U o2
R1
α
R2 h
αW
R
x
h0
h
P
θ1＝π－α
cos cos 1 cos
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第11章 点线接触问题的经典理论
§11-3 刚性接触润滑理论
一、Martin线接触润滑理论(1916)
(1) 将两圆柱等改为圆柱对平面, 即当量半径 (2) 认为圆柱体和平面都是刚性的, 不考虑受载后的变形
第11章 点线接触问题的经典理论
§11-1 几何模拟和弹性模拟
一、几何模拟 1. 圆柱对平面
h h0 (R R2 x2 )
h0 R(1
1 ( x )2 ) R
h0
R[1 (1
x2 2R2
x4 8R4
……)]
x2 h h0 2R
R
h0
h
X
x
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第11章 点线接触问题的经典理论
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
摩擦及摩擦理论
第二章摩擦及摩擦理论两个物体作相对运动时，其接触界面上存在的切向阻抗现象，称为（外）摩擦。
同一物体（如流体或变形中的固体）各部分间作相对运动时，其分子间的阻抗现象称为内摩擦。
这里只讨论外摩擦。
两个相互接触的物体在外力作用下发生相对运动（或具有相对运动趋势）时, 在接触面间产生切向运动阻力，这阻力叫摩擦力，这种现象称作摩擦。
如图所示, 在外力P的作用下，物体沿接触表面滑动（或具有滑动趋势）时，存在于界面上的切向阻力F就称作摩擦力。
摩擦副因结构不同和运动方式各异，摩擦可按以下分类：①按摩擦副运动形式分类a.滑动摩擦：当接触面相对滑动（或具有相对滑动趋势）时；b.滚动摩擦：物体在力矩的作用下沿接触表面图物体摩擦时的受力情况滚动时。
②按摩擦副运动状态分类a.静摩擦：物体受力后对另一物体具有相对运动趋势，处于静止临界状态时;b.动摩擦：物体受力后，越过静止临界状态而沿另一物体表面发生相对运动时。
③按表面的润滑情况分类a.干摩擦：物体的接触表面上无任何润滑剂存在时;b.边界摩擦：两物体表面被一种具有润滑性能的边界膜分开时；c.流体摩擦：两物体表面被润滑剂膜完全隔开时；（摩擦发生在界面间的润滑剂膜内，即流体的内摩擦）；d.混合摩擦（半干摩擦和半流体摩擦）：半干摩擦是指在摩擦表面上同时存在着干摩擦和边界摩擦时；半流体摩擦是指在摩擦表面上同时存在着流体摩擦和边界摩擦时。
实际工程表面在摩擦过程中，可能出现一部分被流体膜分隔开，一部分覆有边界膜甚至同时伴有材料直接接触的混合摩擦。
为了要搞清摩擦的起因及影响摩擦的因素，以达到有效地控制摩擦，通常从干摩擦着手分析。
严格地讲，干摩擦是指两个纯净表面（除了材料本身以外，表面上不存在任何润滑剂膜、吸附膜、反应膜和污染膜等）的摩擦。
但在大气环境中很难得到纯净表面，所以人们通常把“大气环境条件下的无润滑摩擦”也称为干摩擦。
对于干摩擦的研究已经有过很多理论：经典的摩擦定律一一阿芒顿库仑定律最早由达芬奇、阿芒顿、库仑等对无润滑状态下固体间相对滑动的问题作过研究，并归纳出以下三条摩擦定律：①滑动摩擦力的大小与表观接触面积无关；②滑动摩擦力的大小与滑动速度无关；③滑动摩擦力的大小与接触面之间的法向载荷成正比：令F=^N （见图）式中：卩摩擦系数；N法向载荷（作用力P的法向分力）但实际上库仑定律只是近似地反映了摩擦现象的规律。
摩擦学原理-点线接触问题的经典理论
2. 推导所用的基本原理
非球点接触问题 1 ( 1 1 ) ( 1 1 )
R0
R1x R1y
R2x R2 y
球对平面
1
1
1 11
0,
0,
R2 x
R2 y
R1x R1y R
圆柱体对平面
1 1, R1x R
R1y , R2x , R2 y
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第11章 点线接触问题的经典理论
§11-3 刚性接触润滑理论
二、点接触润滑理论
Reynolds方程 间隙方程
(h3 p) (h3 p) 12U h
x x y y
x
h h0
x2 2Rx
y2 2Ry
h x
x Rx
h x
y Ry
2h
x
2
1 Rx
2
h
y 2
1 Ry
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p 120U h02
2 Rh0
(
x)
12 0U h02
x
[ (1 x2
1 / 2Rh0 )2
h h0
(1 x2
1
]
/ 2Rh0 )3
dx 2 Rh0
(x)
x
1
h1
[ (1
x2 )2
h0
(1
x 2 )3 ]dx
载荷
W x pdx 4.9 UR
B
h0
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机械设备修理工艺——摩擦学理论概述
30 11:18:52
第二章 摩擦学理论概述
§2.4 润滑
四、润滑方法
表2-10
31 11:18:52
第二章 摩擦学理论概述
§2.4 润滑 五、润滑技术
32 11:18:52
26 11:18:52
第二章 摩擦学理论概述
§2.4 润滑 三、润滑剂
2、性能要求 （1）基本润滑性能：流动性、塑性、润滑性、 无污染、贴附能力、抗乳化、摩擦因数小； （2）保证使用寿命：化学稳定性、粘性合 适，挥发性小、排气性好，防水、抗泡沫； （3）保护润滑表面：不腐蚀润滑表面、抗锈 好、燃点高等。
21 11:18:52
第二章 摩擦学理论概述
§2.4 润滑 二、润滑机理
2、液体静压润滑: 用高压油将相对
运动的摩擦表面隔开。
22 11:18:52
第二章 摩擦学理论概述
§2.4 润滑 二、润滑机理
3、液体动静压润滑：综合动压、静压润滑 的特点，在大型、重载、高速、精密设备中 广泛应用。
分类：静压浮起、动压工作； 动静压混合作用； 静压工作为主、动压作用为辅。
§2.4 润滑 二、润滑机理
6、边界润滑；处于液体摩擦和干摩擦之间 的一种润滑状态。
润滑机理： 边界膜 牢固吸附在摩擦表面起 润滑作用，边界膜分吸附 膜和化学反应膜。
25 11:18:52
第二章 摩擦学理论概述
§2.4 润滑 三、润滑剂
1、润滑剂种类 液体润滑剂：动植物油、矿物油、水等； 半液体润滑剂：黄油、牛油等； 固体润滑剂：固体粉末、薄膜、复合材料等； 气体润滑剂：空气、氧气、氮气等。
19 11:18:52
第二章状态：无润滑（干摩擦）、流 体润滑、边界润滑、混合润滑；
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。
点线接触问题的经典理论
一、Martin线接触润滑理论(1916)
1 U 2 (u1 u2 )
dp dx
12u
hh h3
R
x
h0
h
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第11章 点线接触问题的经典理论
§11-3 刚性接触润滑理论
一、Martin线接触润滑理论(1916)
)h
2
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第11章 点线接触问题的经典理论
§11-3 刚性接触润滑理论
二、点接触润滑理论
载荷
p
(3
12Ux
2Rx / Ry
)h2
0
W
pdxdy
球－平面
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§11-2 Hertz接触应力理论
2. 推导所用的基本原理 (1) 变形方面:
① 几何原理: 原为点接触的物体受力后其接触表面为椭圆形(一般情况)或 圆形(特殊情况, 如两个球接触)。原为线接触的物体, 受力 后接触表面为矩形。
② 两物体的变形符合变形连续条件。
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一、理论推导的条件 1. 假设条件:
(1) 材料是均匀各向同性 (2) 完全弹性 (3) 接触表面的摩擦力略而不计, 并将接触面认为是理想光滑平面 (4) 接触面间无润滑剂, 不考虑流体动压效应。
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理论力学---第四章 摩擦
Fx 0 FNA FNC 0
Fy 0 FsA FsC F 0
M A 0
FsC
b
FNC
a
F(b 2
e)
0
FsA fs FNA FsC fs FNC
e a 2 fs
抽屉不被卡住， e a .
2 fs
39
第三十九页，共69页。
已知：M A 40 N m , fs 0.3 , 各构件自重不计，尺寸如图；
F 403.6N (向上) s
FN 1499 N
而
F max
fF sN
299.8N
物块处于非静止状态．
F fFN 269 .8 向上．
19
第十九页，共69页。
已知： P ,q , fs .
求： 使物块静止，
水平推力
F的大小．
20
第二十页，共69页。
解： 使物块有上滑趋势时，推力为 F1
F2 FNA tan(q ) P tan(q )
P tan(q ) F P tan(q )
46
第四十六页，共69页。
已知：均质轮重 P 100N , 杆无重，r ,l , q 60o 时，
AC CB l ; 2
FB 50 N ,
fC 0.4 （杆，轮间）
求 若要维持系统平衡
F2 cosq P sinq Fs2 0
F2 sinq P cosq FN 2 0
Fs2 fsFN 2
F2
sin q cosq
fs cosq fs sinq
P
F2
sin q cosq
fs cosq fs sinq
P
F
sin q cosq
fs cosq fs sinq
摩擦学原理
摩擦学原理
摩擦学原理
摩擦学是研究物体摩擦力的学科，是物理学的重要分支。
当两个物体接触时，表面之间的摩擦力就会产生，这种摩擦力会给运动的物体带来力的阻碍，使运动受到限制，甚至终止运动。
因此，摩擦力是影响物体运动的重要力，掌握它的规律对于改善物体运动状态有重要意义。
摩擦力的大小取决于两个表面之间的粒子间的间隙，粒子越接近，摩擦力越大；而且，摩擦力的大小还取决于摩擦面的特性，摩擦面的硬度、粗糙度等都会影响摩擦力的大小。
此外，摩擦力的方向也是重要的，摩擦力的方向总是与物体运动方向相反，当物体运动时，摩擦力就会产生，这种摩擦力叫动摩擦力；当物体静止时，摩擦力也会产生，这种摩擦力叫静摩擦力。
摩擦学原理在我们日常生活中有着广泛的应用。
例如，汽车行驶时，汽车轮胎与地面之间的摩擦力使汽车能够行驶；我们拖拽家具时，家具与地面之间的摩擦力使家具能够移动；当我们拉手提箱时，滑轮与地面之间的摩擦力使滑轮能够滚动；还有许多其他的例子，都展示了摩擦学原理的重要性和应用价值。
总之，摩擦学原理是物理学中重要的一环，它的研究有助于我们更好的理解和把握物体的运动规律，从而改善物体的运动状态。
机械设备修理工艺——摩擦学理论概述课件 (一)
机械设备修理工艺——摩擦学理论概述课件(一)机械设备修理工艺是一门重要的技术学科，包括了多种常用的修理方法和技术。
其中，摩擦学理论是机械设备修理工艺中非常重要的一个分支，它主要研究机械设备中零件之间的摩擦现象，以及如何在修理中运用摩擦学理论来解决问题。
下面是摩擦学理论概述课件的主要内容。
一、摩擦学理论的基本概念1.摩擦学的定义摩擦学是研究两个物体相互作用时所产生的摩擦力、磨损和润滑现象的科学。
2.摩擦学中的基本量在摩擦学中，最基本的量是摩擦力，即物体之间由于相互接触而产生的力。
同时，还有润滑油膜厚度、磨损量等基本量。
3.摩擦学的分类摩擦学分为干摩擦学和润滑学。
干摩擦学研究无润滑条件下的摩擦现象，而润滑学则研究润滑条件下的摩擦。
二、摩擦学原理1.阿基米德原理阿基米德原理指的是物体在液体或气体中的浮力。
这个原理也适用于润滑油膜的情况下，就是说在润滑油膜中，物体会产生一个浮力，帮助它减少与另一个物体的接触面积，降低了摩擦力。
2.压力原理压力原理指的是在干摩擦的情况下，当力的压力增加时，摩擦力也会随之增加。
3.接触区原理接触区原理是指在摩擦磨损中，由于零件之间接触面积的不均匀分布，会导致磨损的不均匀现象。
这个原理可以用于对机械零件的检修和保养中。
三、润滑原理1.分层润滑原理分层润滑原理通过引导润滑油在零件两侧形成不同厚度的润滑膜，从而达到减少摩擦力和磨损的目的。
2.粘附润滑原理粘附润滑原理是指在某些零件表面覆盖上一层薄膜，从而使得润滑油的黏度减少，进而减少零件间的磨损。
3.边沿润滑原理边沿润滑原理通过增加零件的边界厚度，形成缓冲区，减少零件受磨损的可能。
机械设备修理中，不同的零件和设备都需要采用不同的修理方法和技术。
使用摩擦学理论，能够更加科学地指导机械设备修理工作，提高修理质量和效率。
接触力学与摩擦学的原理及其应用
接触力学与摩擦学的原理及其应用简介接触力学和摩擦学是研究物体相互接触时的力学性质和摩擦现象的学科。
接触力学主要研究物体接触时的力学行为，包括压力分布、接触面形状变化等；而摩擦学则着重研究物体相对运动时的摩擦现象及其特性。
本文将介绍接触力学和摩擦学的基本原理，并探讨其在工程和科学领域中的应用。
接触力学的原理1.接触区域–接触区域是指两个物体直接接触的表面上，通过微观变形形成的实际接触面积。
接触区域的形状和大小决定了接触力的分布和传递方式。
–接触区域的形状受到物体的刚度、形状和加载方式等因素的影响。
对于刚性物体，接触区域通常是一个点或一条线；而对于弹性物体，接触区域则会随着加载变大。
2.接触力和接触压力–接触力是指两个物体在接触区域发生的相互作用力。
接触力的大小与接触区域的形状和物体的性质有关。
–接触压力是指单位面积上的接触力，即接触区域受到的垂直外力的分布。
接触压力与接触区域的形状和大小有关，可以通过压力分布图来表示。
3.黏着力和弹性恢复力–黏着力是指两个接触表面之间的吸附力。
黏着力的大小取决于材料的特性，如表面能和表面粗糙度。
–弹性恢复力是指在接触物体受到外力形变后，恢复到原始形状的力。
弹性恢复力与物体的刚度有关。
摩擦学的原理1.摩擦力–摩擦力是一种阻碍物体相对滑动的力。
摩擦力的大小与物体表面的粗糙度和压力有关，可以通过摩擦系数来表示。
–静摩擦力是指在物体相对滑动前的瞬间阻力，通常比动摩擦力要大。
2.摩擦系数–摩擦系数是描述摩擦力大小的一个物理量。
它是一个无单位的比值，表示摩擦力与压力之间的关系。
–摩擦系数受到物体表面特性、润滑状态、温度等因素的影响。
3.滑动摩擦和滚动摩擦–滑动摩擦是指物体相对滑动时产生的摩擦现象。
滑动摩擦力的大小与物体表面的粗糙度和压力有关。
–滚动摩擦是指物体在滚动时产生的摩擦现象。
滚动摩擦力的大小与物体表面的形状和滚动速度有关。
接触力学与摩擦学的应用1.工程领域–在工程领域中，接触力学和摩擦学的应用广泛。
第三章摩擦理论(打印)
3 摩擦理论Friction Mechanism主要内容：1.摩擦的特点和作用2. 摩擦类型3. 基本摩擦理论4．影响摩擦因素3.1摩擦的特点和作用Friction Characteristics and Effects3.1.1摩擦的特点摩擦的作用也像摩擦对自然界一样重要。
无论利弊，始终存在。
例如，在金属成形过程中，一方面工件与工模具表面不可能绝对光滑，在两接触面存在外摩擦；另方面由于工件发生塑性变形，金属质点间产生相对运动，即存在内摩擦。
因此，摩擦不可避免始终存在于成形过程中。
接触表面发生相对运动产生阻碍接触表面金属质点流动的摩擦，称之为外摩擦。
其阻力叫摩擦阻力或摩擦力，摩擦力方向与运动方向相反。
而如果摩擦副一方（如工件）发生塑性变形，金属内部质点产生相对运动引起的摩擦，叫内摩擦。
内摩擦是金属内部质点强迫运动的直接结果。
这些分子或原子在相互吸引力和排斥力作用下达到平衡状态，排列紧密；一旦发生塑性变形，这种平衡状态被打破，金属内部质点发生相对运动时产生内摩擦，并表现为内部发热。
不过迄今为止，对金属材料的内摩擦研究尚不完全，因此，材料成形中所论述的摩擦是指工模具与工件之间的外摩擦而言。
金属塑性变形过程中的摩擦与一般机械运动（弹性变形）的摩擦相比，在接触材料、表面膜等方面有相同之处，所以，两者同样应遵循一般摩擦理论和规律，但是，两者又有差别，金属塑性变形过程中的摩擦与弹性变形具有以下特点：（1）内外摩擦同时存在由于金属发生塑性变形，所以内外摩擦同时存在，相互作用，而机械运动中只有外摩擦存在。
内摩擦的表现形式是产生变形热。
（2）接触压力高金属材料变形时，接触面承受较高的接触压力。
热变形时，接触单位压力达50MPa～500MPa。
冷变形时可达500～2500MPa。
而运转机械中, 一般重荷轴承所受压力也不过是20MPa～50MPa。
（3）影响摩擦的因素众多接触摩擦应力是变形区内金属所处应力状态，变形几何参数以及外界成形工艺条件（温度、速度、变形程度及变形方式等）的函数。
理论力学-摩擦
F
Fs
物块仍保持平衡，因为有
一个接触面障碍物块向右水平
P
ห้องสมุดไป่ตู้
运动的切向力——静摩擦力。
Fs = F
静摩擦力Fs的大小随着主动力F的增大而增大。
最大静滑动摩擦力
当 F 的大小达到某一数值时，物块处于平衡的
临界状态，这时的Fs 达到最大值—最大静摩擦力， 以 Fmax 表示。
0 ≤ Fs ≤ Fmax 由库仑定理
摩擦力的三要素：
1、作用于两物体的相互接触处 2、方向与相对滑动的趋势或相对滑动的
方向相反 3、大小由主动力决定（摩擦力为被动力）
滑动摩擦
根据研究物体的相对滑动趋势、平衡的临界状态和 滑动这三种情况，摩擦力可分为静滑动摩擦力、最 大静滑动摩擦力和动滑动摩擦力。
静滑动摩擦力
N
在物块上作用一个
大小可变的水平拉力F
N
F max = f s N
F
f s —— 静摩擦系数
Fs
f s需通过实验测定，影响其
P
的因素很复杂。
常用摩擦系数表
动滑动摩擦力
N
F Fs
P
当滑动摩擦力已经达到最大值，若再增大主动
力F，接触面之间将出现相对滑动。
动摩擦力
Fd = f N 一般情况下，
f 为动摩擦系数 f < fs
Thank you
第四章 摩擦
4-1 滑动摩擦 4-2 摩擦角和自锁现象 4-3 考虑摩擦时物体的平衡问题 4-4 滚动摩阻的概念
本章将讨论与研究物体的接触面不是光滑 的情况
按接触物间的相对运动情况：
滑动摩擦
按接触物间是否有润滑剂
干摩擦 湿摩擦
滚动摩擦
接触力学与摩擦学的原理及其应用pdf
接触力学与摩擦学的原理及其应用1. 引言接触力学与摩擦学是机械工程中非常重要的研究领域，它们研究了物体之间的接触、受力和摩擦现象。
接触力学与摩擦学的原理对于机械设计、材料选择和表面处理等都具有重要的指导意义。
2. 接触力学的原理接触力学研究物体之间的接触问题，包括如何描述接触力、接触区域的形状和尺寸等。
接触力学的原理主要包括以下几个方面：•接触力的计算：接触力的大小与接触面积、接触压力和材料的弹性性质有关。
根据胡克定律，接触力与接触区的弹性变形程度成正比。
•接触形状的描述：接触区域的形状有不同的情况，例如点接触、线接触和面接触等。
对于不同的接触形状，接触力的传递方式也不同。
•接触区域的尺寸：接触区域的尺寸对接触力的分布和传递有影响。
较大的接触区域可以减小局部应力，并有利于减少磨损和疲劳。
3. 摩擦学的原理摩擦学研究物体相对运动时的摩擦现象，包括摩擦力的产生机制、摩擦系数的确定以及摩擦衰减等。
摩擦学的原理主要包括以下几个方面：•摩擦力的产生：摩擦力的产生是由于两个物体之间的相互作用力与表面粗糙度的不匹配。
当两个物体相对运动时，它们之间的粗糙表面会发生相对位移，从而产生摩擦力。
•摩擦系数的确定：摩擦系数是描述摩擦力大小的参数。
摩擦系数取决于物体的材料和表面状态，可以通过实验或理论计算进行确定。
•摩擦衰减：摩擦力会随着时间的延长和表面磨损而逐渐减小。
摩擦衰减的机制包括表面润滑、磨粒的产生和摩擦热的影响等。
4. 接触力学与摩擦学的应用接触力学与摩擦学的原理在机械工程中有广泛的应用，主要包括以下几个方面：•机械设计：在机械设计中，需要考虑接触力和摩擦力对零部件的影响，选择合适的材料和表面处理方式，以减小磨损、延长使用寿命。
•摩擦学导向：在润滑剂选择和润滑方式设计中，摩擦学的原理可以指导正确选择润滑剂和润滑方式，减小摩擦损失和能量消耗。
•表面工程：通过表面改性和涂层技术，可以改变材料的表面性质，减小接触力和摩擦力，提高摩擦学性能。
摩擦及摩擦理论课件(分析“摩擦”文档)共86张PPT
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；