Двойственная природа трения

Сложность процессов, протекающих в зоне контакта твердых тел, способствовала возникновению различных гипотез и теорий внешнего трения. Известны молекулярная, механическая, молекулярно-механическая, электрическая и другие теории трения. Наиболее глубокое развитие получила молекулярно-механическая теория внешнего трения, предложенная советским ученым И. В. Крагельским и независимо от него английским физиком Ф. Боуденом. Эта теория базируется на представлении о двойственной природе трения и дискретном характере контакта между реальными поверхностями твердых тел. Неровности на поверхности любого твердого тела обусловливают контакт на отдельных элементарных площадках (пятнах) касания. Общая площадь фактического контакта 5ф складывается из суммы площадей от- [c.256]

Если молекулярно-механическая теория исходит ит представления о двойственной природе трения, то по теории Б- И. Костецкого допускается множество природ трения. [c.16]

Значительным достижением была четко сформулированная Кулоном двойственная природа трения. Он полагал, что трение — сочетание двух видов сопротивления зацепления, пропорционального нагрузке и не зависящего от площади, и сцепления, зависящего от площади касания. [c.16]

Работа тихоходной тяжелонагруженной пары в режиме внешнего трения, исходя из двойственной молекулярно-механической природы трения, обусловливается двумя безразмерными критериями относительной глубиной внедрения Л/г и относительным сдвиговым сопротивлением молекулярной связи Тц/о, [55]. Эти критерии позволяют моделировать процессы испытания материалов и использовать полученные результаты для выбора оптимальных сочетаний пар трения и геометрических и механических факторов, связанных с нарушением порога внешнего трения. [c.98]

Коэффициент трения, интенсивность изнашивания и контактная жесткость стыков в значительной мере зависят от степени шероховатости поверхностей. Минимум на кривых зависимости коэффициента трения и интенсивности изнашивания от степени шеро.ховатости объясняется двойственной молекулярно-механической природой трения и механизмом усталостного изнашивания. Минимальные значения коэффициента трения и интенсивности изнашивания материала соответствуют равновесной шероховатости, которая воспроизводится в процессе длительной эксплуатации. Предложенный расчет позволяет определить комплексный критерий Д, соответствующий равновесной шероховатости, по известным физико-механических характеристикам пар трения и приложенной нагрузке. [c.102]

Мы располагаем также молекулярно-механической теорией трения, развиваемой в СССР. Согласно этой теории трение имеет двойственную природу и обусловлено, с одной стороны, деформационными процессами, протекающими в тонком поверхностном слое, с другой— разрушением и образованием молекулярных связей. Молекулярные связи возникают в ре зультате взаимодействия поверхностей двух твердых тел (ван дер-ваальсовские силы), осложненного комплексом процессов протекающих на площадях фактического контакта (адгезия диффузия, химическое взаимодействие и т. п.). [c.83]

Представление о двойственной молекулярно-механической природе трения позволяет физически обосновать зависимость коэффициента трения от скорости скольжения [14—16, 35]. [c.123]

Исследования в области механики контактных взаимодействий, химических и диссипативных процессов в поверхностных и приповерхностных слоях трущихся материалов показывают, что материал в указанных зонах в процессе трения резко изменяет свое физическое состояние, меняя механизм контактного взаимодействия. Происходят существенные изменения в суб- и микроструктуре приповерхностных микрообъемов. Изучение кинетики структурных, фазовых и диффузионных превращений, прочностных и деформационных свойств активных микрообъемов поверхности, элементарных актов деформации и разрушения, поиск численных критериев оптимального структурного состояния, оценок качества поверхности должны быть фундаментальной основой в поисках материалов и сред износостойких сопряжений. В настоящее время исследованы закономерности распределения пластической деформации по глубине поверхностных слоев металлических материалов, кинетика формирования вторичной структуры, процессы упрочнения, разупрочнения, рекристаллизации, фазовые переходы, которые, в свою очередь, зависят от внешних механических воздействий, состава, свойств трущихся материалов и окружающей среды. Важное значение в физике поверхностной прочности имеет определение связи интенсивности поверхностного разрушения при трении и величины развивающейся пластической деформации. Сложность указанной проблемы заключается в двойственности природы носителей пластической деформации. Дислокации, дисклинации и другие дефекты структуры являются концентраторами напряжений, очагами микроразрушения. В то же время движение дефектов (релаксационная микропластичность) приводит к снижению уровня напряжений концентратора, следовательно, замедляет процесс разрушения. Условия деформации при трении поверхностных слоев будут определять преобладание одного из указанных механизмов, от которого будет зависеть интенсивность поверхностного разрушения. Межатомный масштаб связан с характерным сдвигом, производимым элементарными носителями пластической деформации (дислокациями). В легированных металлических системах величина межатомного расстоя- [c.195]

В настоящее время широко признанным является представление о двойственной молекулярно-механической природе трения. Наиболее развитой и физически обоснованной считается молекулярно-механическая теория трения, разработанная советскими учеными [24, 27, 46, 51 ]. [c.187]

Представление о двойственной молекулярно-механической природе трения позволяет дать физическое обоснование зависимости коэффициента [c.191]

Сложность процессов, протекающих в зоне контакта, обусловила возникновение различных теорий внешнего трения. Наиболее полно силовое взаимодействие твердых тел объясняет молекулярно-механическая (адгезионно-деформационная) теория трения, которая исходит из дискретности контакта трущихся поверхностей. Из-за шероховатостей соприкосновение поверхностей возникает в отдельных пятнах касания, образующихся от взаимного внедрения микронеровностей или их пластического смятия. Взаимодействие скользящих поверхностей в этих пятнах согласно теории имеет двойственную природу — деформационную и адгезионную. Деформационное взаимодействие обусловлено многократным деформированием микрообъемов поверхностного слоя внедрившимися неровностями. Сопротивление этому деформированию называют деформационной составляющей силы трения д. Адгезионное взаимодействие связано с образованием на участках контакта адгезионных мостиков сварки. Сопротивление срезу этих мостиков и формирование новых определяет адгезионную составляющую силы трения Таким образом, сила трения так же, как и другая важная фрикционная характеристика — коэффициент трения /, по определению равный отношению силы трения F к нормальной нагрузке N f = F/N, определяются как сумма двух составляющих [c.328]

Внешнее трение согласно молекулярно-механической теории имеет двойственную природу, обусловленную объемным деформированием материала и преодолением межмолекулярных связей, возникающих между участками трущихся поверхностей. [c.55]

Уравнение выведено исходя из принятого авторами закона деформаций микронеровностей при трении. Физическое обоснование выведенного уравнения ставит под сомнение гипотезу о том, чт трение имеет двойственную природу. Параметры, входящие в уравнение для коэффициента трения, не связаны со взаимным внедрением отдельных выступов и механическим зацеплением и в неявном виде связаны с молекулярным взаимодействием. Например, при неограниченном возрастании относительной скорости уравнение принимает вид [c.14]

Если достоверно установлено, что трение имеет двойственную природу, то, казалось бы, нет необходимости классифицировать явление трения по различным видам и типам, так как все процессы должны находить объяснение с позиций молекулярно-механической теории. [c.17]

Вскрыта двойственная молекулярно-механическая природа трения. [c.276]

Для машиностроения наиболее важно изнашивание твердых тел при трении, когда два тела соприкасаются под действием нагрузок. Изнашивание развивается на контактной поверхности вследствие работы сил трения. Из-за шероховатости поверхностей обоих тел их соприкосновение происходит не по всей номинальной поверхности контакта. Тела соприкасаются друг с другом в отдельных участках -пятнах касания, образующихся при взаимном внедрении микронеровностей или при их пластическом смятии. Взаимодействие тел в пятнах касания имеет двойственную природу [c.215]

Трение имеет двойственную молекулярно-механическую природу. В основе ее лежит представление о двойственной природе сил трения, которое обусловлено как преодолением межмолекулярного взаимодействия между контактируемыми поверхностями, так и формоизменением (обратимым шш необратимым) рельефа соприкасающихся тел за счет пропахивающего действия неровностей Шероховатых поверхностей. Процессы молекулярного взаимодействия протекают в пленке и затрагивают поверхностные слои твердых тел на глубине порядка сотых микрометра. Процессы механического взаимодействия происходят в самом твердом теле в слоях толщиной от десятых микрометра и более. [c.82]

Трение имеет двойственную, молекулярно-механическую природу. Как уже указывалось, на поверхности тела имеются свободные силы притяжения, которые на фактических площадях контакта начинают взаимодействовать с силами притяжения на поверхности другого тела. При этом поверхности как бы прилипают одна к другой. Это явление называют адгезией. Силы адгезии прямо пропорциональны фактической площади контакта. [c.273]

Трение имеет двойственную молекулярно-механическую природу. Оно обусловлено преодолением адгезионной связи между двумя поверхностями, обычно между пленками, которыми покрыты твердые тела и объемным деформированием материала. Следует учесть, что это деформирование происходит в тонком поверхностном слое на глубине, сопоставимой с величиной внедрения. [c.7]

Взаимодействием поверхностей на этих пятнах имеет двойственную молекулярно-механическую природу. Механическое взаимодействие обусловлено взаимным внедрением отдельных точек касания. Одна поверхность внедряется в другую за счет не только имевшейся шероховатости, но и образующейся под нагрузкой вследствие анизотропии механических свойств. Даже совершенно гладкие поверхности могут оказаться шероховатыми под влиянием сжимающей нагрузки. Молекулярное взаимодействие обусловлено взаимным притяжением поверхностей двух тел. Так как оно меняется обратно пропорционально 6—7-й степени расстояния, то практически молекулярное притяжение или пренебрежимо мало или приводит к образованию прочной связи, которая может разрушиться лишь в образовавшемся объеме (в случае внешнего трения, в прослойке между твердыми телами). [c.172]

Наиболее полное объяснение явлений, происходящих при трении, приводится в молекулярно-механической теории, разработанной Б. В. Дерягиным и И. В. Крагельским. Трение имеет двойственную молекулярно-механическую природу. Различают три вида взаимодействия поверхностей механическое зацепление отдельных шероховатостей молекулярное взаимодействие сближенных твердых тел, проявляющееся в их притяжении молекулярное схватывание. [c.6]

При внешнем трении твердых тел, имеющем двойственную адгезионно-деформационную (молекулярно-механическую) природу, деформирование материала происходит не в сплошном объеме, а в очень тонких поверхностных слоях и пленках. В процессе скольжения твердых тел под действием внешних сил происходит образование и разрыв фрикционных [c.240]

Двойственная природа трения 7, 172 Действие смазки при обработке металлов давлением 256 Дергание 229, 230 Деформирование объемное 11 Деформирование пластическое 6, 172 Деформирование упругое 6, 172 Дискретный характер контакта 7, 12, 34, 172, 210 [c.373]

Первые исследования внешнего трения принадлежат великому итальянскому ученому Леонардо да Винчи (1508 г.). Им было сформулировано понятие о коэффициенте трения, величина которого предполагалась постоянной (0,25) для всех тел при условии одинаковой гладкости их поверхностей. Такой же точки зрения придерживались исследователи более позднего времени Г. Амонтон и Т. Бюлфингер. Работы Леонардо да Винчи и Г. Амонтона базировались на механической гипотезе механизма трения. Предполагалось, что при трении происходит механическое зацепление неровностей поверхности. Важные исследования в области внешнего трения были выполнены Ш. Кулоном, который первым указал на необходимость различать трение покоя и тоение движения и установил, что трение обусловлено рядом факторов природой материалов, протяженностью поверхности, давлением, продолжительностью контакта, скоростью скольжения. Кулон сформулировал закон о двойственной природе трения зацепления, пропорционального [c.7]

Наиболее важным этапом трехстадийного процесса трения является взаимодействие поверхностей. При его оценке необходимо учитывать двойственную природу взаимодействия и дискретность характера контактирования. [c.18]

Однако важно отметить, что до построения строгой статистической теории для вычисления турбулентного трения были найдены полезные полуэмпирические решения. Разумеется, эти полуэмпирические теории также основаны на статистических понятиях. Прандтль [34] пытался перенести понятие средней длины свободного пробега, используемого в кинетической теории газов, в теорию турбулептпости. В кинетической теории газов среднюю длину свободного пробега можно рассчитать, потому что частицы являются молекулами, тогда как частицы жидкости, перемешивающиеся в турбулентном потоке, имеют отчасти двойственную природу. Однако Прандтль успешно ввел определенный путь конвекции или длину смешения в упрощенную картину турбулентного смешения в принципе он оставил величину длины смешения для экснеримептальпого определения. [c.98]

Молекулярно-механическая теория основывается на предполо-лieнии, что трение имеет двойственную природу и обусловлено как взаимным внедрением отдельных выступов, так и силами молекулярного взаимодействия, т. е. в результате взаимного внедрения [c.12]

Существование двух различных контактных процессов на передней грани обусловливает двойственную природу касательной силы на контактной поверхности стружки и среднего коэффициента трения. Данные о закономерностях коэффициента внешнего трения, по мнению Н. Н. Зорева, не могут использоваться для объяснения наблюдаемых при резании закономерностей изменения среднего коэффициента трения. [c.204]

Ориентировочно в 40-х годах XX века практически одновременно англичанами Ф.П. Боуденом, А.Дж. Муром, Д. Тейбором и И.В. Крагельским в России были предложены два взгляда на механизм трения твердых тел, согласно которому внешнее трение твердых тел имеет двойственную природу. Ф.П. Боуден и другие считали, что сила трения обусловлена в основном двумя причинами [2] с одной стороны, срезанием адгезионных связей, образующихся в зонах фактического касания твердых тел (адгезионную составляющую силы трения), а с другой - пропахиванием материала поверхности менее жесткого из взаимодействующих тел (деформационную составляющую силы трения). В Англии эту теорию стали называть адгезионно-деформационной. [c.90]

Внешнее трение твердых тел, согласно современным представлениям, имеет двойственную (молекулярно-ме-хаиическую или адгезионно-деформационную) природу. Считается, что контактирование твердых тел вследствие волнистости и шероховатости их поверхности происходит в отдельных зонах фактического касания. Суммарную площадь этих зон называют фактической, или реальной, площадью касания А г твердых тел. Под фактической площадью касания понимают зоны, в пределах которых межатомные и межмолекулярные силы притяжения и отталкивания равны. Фактическая площадь касания в пределах нагрузок, широко используемых в инженерной практике, невелика около 0,001 — 0,0001 номинальной кажущейся площади касания Лд. Вследствие этого Б зонах контакта возникают значительные напряжения, нередко приводящие к появлению в них пластических деформаций. Сила, сжимающая контактирующие тела, через фактическую площадь касания передается неровностям, вызывая их деформацию. Деформируясь, отдельные неровности образуют контурную площадь касания Ас. Деформация неровностей, как правило, упругая. Таким образом, при контактировании твердых тел следует различать номинальную 1 и образованные вследствие приложения нагрузки контурную 2 и фактическую 3 площади касания. Соответственно отношения нормальной нагрузки к этим [c.190]

Трение имеет двойственную молекулярно-механическую природу, обу овленную деформированием материалов тонкого поверхностного [c.8]

По новейшим воззрениям трение, как указывает И. В. Крагель-ский 149], имеет двойственную молекулярно-механическую природу. Оно обусловлено а) сил аки сцепления между молекулами и атомами двух пленок, которыми покрыты трущиеся поверхности б) объемным деформированием материала. Поверхность тела покрыта пленкой окислов материала и различных веществ, содержащихся в окружающей среде. Деформирование материала происходит в микрообъемах в зонах касания. Вследствие шероховатости и волнистости поверхностей их касание всегда дискретно. [c.29]

Трение, по И. В. Крагельскому [45], имеет двойственную молекулярно-механическую природу и сопровождается двумя видами взаимодействия поверхностей трения механическим и молекулярным (рис. 44). Механическое взаимодействие обусловливается взаимным внедрением отдельных участков соприкасающихся поверхностей трения при их скольжении. Явление внедрения обусловли- [c.98]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...