Пиши Дома Нужные Работы

Обратная связь

Особенности трения твердых тел

Воспользовавшись положениями молекулярно-механической теории трения И.В. Крагельского, которая в общем виде определяет это явление как сумму молекулярной составляющей

 
 

представляется возможность выявить вполне определенные зависи­мости изменения коэффициентов трения от ряда факторов, прису­щих трению твердых тел, свободных от специфических поверхност­ных загрязнений. Например, такие зависимости, как изменение сил статического трения для молекулярной и механической его состав­ляющих (рис. 5.10, 5.11) и результирующей сил трения от давления на площади истинного контактирования (рис. 5.12).

Здесь обращает на себя внимание зависимость сил трения от нагрузки в области, где превалирует упругий контакт, силы молеку­лярного взаимодействия (до давления менее Рг) и наличие области с повышенным влиянием деформационной составляющей силы трения (при давления свыше Рг), когда увеличивается доля пластического деформирования материала.

Высота неровностей контактирующих деталей оказывает сложное влияние на коэффициент трения. Уменьшение высоты неровностей приводит к росту фактической площади касания и увеличению молеку­лярной составляющей силы трения (рис. 5.13). С увеличением высоты


 
 

выступов (при К22') и, как следствие, уменьшением радиуса закругле­ния их вершин происходит рост деформационной составляющей силы трения и последующее увеличение результирующей силы трения.

 


Рис. 5.10. Характер изменения

молекулярной составляющей сил

трения от давления на площади

истинного контактирования


Рис. 5.11. Характер изменения

деформационной составляющей сил



трения от давления на площади

истинного контактирования


 



 


Рис. 5.12. Характер изменения силы трения от давления Рг

Рис. 5.13. Зависимость коэффициента трения от высоты неровностей

на трущихся поверхностях


Большое влияние на уровень статического трения между тела­ми имеет также продолжительность неподвижного контактирования

 
 

трущихся тел (рис. 5.14).

Рис. 5.14. Зависимость коэффициента статического трения от времени формирования контакта

 
 

Здесь обращает на себя внимание то, что время 1У, начиная с ко­торого коэффициент трения не меняет своей величины, во многом за­висит от способности материала релаксировать (распространять внут­ри себя) напряжения, создаваемые внешними силами. На величину 1У способна оказывать заметное влияние и температура в контактной зо­не твердых тел. Для упругих тел 1У может измеряться долями секунды, а для находящихся в неупругом состоянии - составляет секунды, часы и еще большие промежутки времени (например, для некоторых поли­мерных материалов).

Рис. 5.15. Зависимость коэффициента трения от скорости относительного скольжения твердых тел

Важной является также и зависимость силы трения от скорости относительного движения (относительного смещения) твердых тел (рис. 5.15). Здесь можно выделить четыре области изменения скоро­сти, принципиально отличные по условиям трения. В первой из них,


на участке до точки Л, осуществляется процесс формирования фрик­ционного контакта за счет микродеформаций в зоне контакта, роста напряжений, движения дислокаций и ряда других факторов. Во вто­рой области изменения скоростей за счет быстроты относительного смещения трущихся тел и их реологических свойств, время контакти­рования между неровностями поверхностей трения сокращается на­столько, что полного формирования фрикционного контакта не про­исходит и трение между телами уменьшается.

В точке В и далее с увеличением скорости фрикционный контакт между твердыми телами находится в динамическом равновесии и про­должает оставаться несформированным. В третьей области скоростей, на участке ВС, в условиях, когда устраняются продольные и попереч­ные колебания твердых тел, коэффициент трения не меняется по ве­личине. Это обусловлено тем, что тепло, выделяющееся при трении, успевает рассеиваться между трущимися телами и в окружающее про­странство и не вызывает существенного изменения механических свойств, фрикционных поверхностей. В четвертой области скоростей тепло, выделяющееся в зоне трения, уже не успевает рассеиваться в окружающую среду и приводит к перегреву материала, составляющего фрикционный контакт. Эксперименты показывают, что вспышки темпе­ратуры во фрикционном контакте могут в ряде случаев достигать 600...1200°С. Это приводит к появлению большого количества дефек­тов в кристаллической решетке, уменьшению механических свойств материалов и вызывает снижение силы трения на участках СD1 и СD2. В отдельных же случаях, как например, на участке СD3 некоторые по­лимеры с повышением температуры размягчаются, увеличивается площадь их истинного контактирования, в процесс трения вовлекаются все больше глубоко расположенных масс материала и трение их суще­ственно увеличивается. Имеются и другие примеры, показывающие, что глубокое понимание природы фрикционного взаимодействия по­зволяет объяснить и фрикционные процессы, встречающиеся на прак­тике и, на первый взгляд, трудно поддающиеся анализу.






ТОП 5 статей:
Экономическая сущность инвестиций - Экономическая сущность инвестиций – долгосрочные вложения экономических ресурсов сроком более 1 года для получения прибыли путем...
Тема: Федеральный закон от 26.07.2006 N 135-ФЗ - На основании изучения ФЗ № 135, дайте максимально короткое определение следующих понятий с указанием статей и пунктов закона...
Сущность, функции и виды управления в телекоммуникациях - Цели достигаются с помощью различных принципов, функций и методов социально-экономического менеджмента...
Схема построения базисных индексов - Индекс (лат. INDEX – указатель, показатель) - относительная величина, показывающая, во сколько раз уровень изучаемого явления...
Тема 11. Международное космическое право - Правовой режим космического пространства и небесных тел. Принципы деятельности государств по исследованию...



©2015- 2021 pdnr.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.