Теория молекулярно-механическая

Процессы трения рассматривают на моделях, позволяющих оценить молекулярное взаимодействие материалов контактирующих тел с учетом влияния внешней среды (оксиды, пленка, смазка). Первоначально разработанные теории механического сцепления, молекулярного притяжения, сваривания, среза и пропахивания получили значительное развитие в молекулярно-механической теории трения, нашедшей наиболее широкое распространение. Согласно этой теории процесс трения происходит не только на границе раздела твердых тел, но и в некотором объеме поверхностных слоев, физико-механические свойства которых отличаются от свойств материалов в объеме тел. Это связано с деформированием поверхностных слоев, с изменением температуры, с образованием слоев адсорбированных паров влаги или газов, с образованием пленок оксидов, атомов или молекул окружающей среды и т. п. [c.228]

В книге рассматривается вопрос о существовании равновесной шероховатости на поверхностях трения. Предлагается формула расчета равновесной шеро-ховатости, основанная на молекулярно-механической теории трения и теории усталостного изнашивания. Предложен новый комплексный критерий оценки шероховатости. Показана аналитическая связь комплексного критерия шероховатости с площадью касания, коэффициентом трения, интенсивностью изнашивания и контактной жесткостью. [c.2]

Геометрические характеристики шероховатости поверхности Ятях, г и параметры опорной кривой Ь, v используются в молекулярно-механической теории трения и усталостной теории изнашивания и наиболее полно удовлетворяют решению поставленной задачи. Изучению и определению этих характеристик посвящены работы [19, 20, 38, 88, 102]. [c.27]

Молекулярно-механическая теория трения и усталостная теория изнашивания позволяет рассчитать равновесную шероховатость трущихся поверхностей, исходя из следующих допущений. [c.53]

Связь трения и износа с неровностями поверхности. Современная молекулярно-механическая теория трения объясняет силу сухого (и граничного) трения скольжения образованием и разрушением адгезионных мостиков холодной сварки контактирующих участков шероховатой поверхности и зацеплением (и внедрением) неровностей 110, 40]. Трение обусловлено объемным деформированием материала и преодолением межмолекулярных связей, возникающих между сближенными участками трущихся поверхностей. При этом износ протекает в виде отделения частиц за счет многократного изменения напряжения и деформации на пятнах фактического контакта при внедрении неровностей истирающей поверхности в истираемую поверхность. Во многих случаях износ имеет усталостный характер растрескивания поверхностного слоя под влиянием повторных механических и термических напряжений, соединения трещин на некоторой глубине и отделения материала от изнашиваемого тела. Интенсивность изнашивания зависит от величины фактического контакта и напряженного состояния изнашиваемого тела, которые в свою очередь в сильной степени зависят от размеров и формы неровностей и, в частности, от радиусов закругления выступов. В обычных условиях истирающая поверхность является существенно более жесткой и шероховатой по сравнению с той, износ которой определяется, и ее неровности оказываются статистически стабильными при установившемся режиме трения. Таким образом, в отношении износостойкости деталей неровности их поверхностей имеют первостепенное значение. [c.46]

Молекулярно-механическая теория трения и износа [40] приводит к следующим формулам, описывающим связь интенсивности изнашивания 7 = h — высота изношенного слоя, [c.194]

Позднее И. В. Крагельским [109] разработана наиболее полная и широкая в настоящее время теория трения и изнашивания. В монографии Трение и износ изложены основные положения молекулярно-механической теории этих процессов и приведены многие фактические данные по результатам изучения износа и трения в лабораторных и эксплуатационных условиях. [c.10]

Природа трения и изнашивания двух находящихся во фрикционном контакте тел (в данном случае пара инструмент—заготовка) объясняется закономерностями молекулярно-механической теории трения. Трение в процессе резания имеет ряд специфических особенностей, характерных только для механической обработки металлов резанием наличие довольно высоких температур на контактных площадках инструмента и заготовки, значительные давления, сопровождающие процесс резания. При работе инструментов весьма затруднен подвод смазочно-охлаждающих средств в зону резания. Кроме того, в отличие от трения обычной фрикционной пары контактные площадки на рабочих поверхностях инструмента находятся в соприкосновении с ювенильными металлическими поверхностями. [c.197]

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]

Основное уравнение молекулярно-механической теории трения имеет вид [11] [c.83]

Согласно молекулярно-механической теории трения сила трения рассматривается как сумма двух составляющих силы, обусловленной молекулярным (адгезионным) взаимодействием поверхностей, и силы, возникающей в результате деформирования поверхностей (механическая составляющая). [c.118]

В молекулярно-механической теории изнашивание рассматривается как результат многократной деформации микронеровностей контактирующих поверхностей, приводящий к усталостному разрушению. [c.120]

Температуропроводность — Понятие 163 Теория трения молекулярно-механическая — Сущность 118 Теплоемкость удельная — Определение 163, 166 [c.206]

Адгезионно-деформационная или молекулярно-механическая теория трения твердых тел (внешнего трения) дает представление о природе износа, главных действующих факторах, и показывает возможность описания основных закономерностей трения. Согласно этой теории процесс трения сопровождается комплексом явлений взаимодействием контактирующих поверхностей, физико-химическим изменением поверхностных слоев трущихся пар, разрушением (износом) поверхностей. В связи с существенной дискретностью фрикционного контакта, различием температурного и напряженного состояния в отдельных точках контакта, [c.160]

Согласно молекулярно-механической теории трения [20], сила трения, или сопротивление относительному перемещению, полимерного материала по стали под нагрузкой определяется усилием, необходимым для деформации поверхностного слоя полимера неровностями стальной поверхности (механическая составляющая силы трения), и силой, требуемой для преодоления сопротивления срезу связей, возникающих вследствие адгезионного взаимодействия трущихся поверхностей (молекулярная, адгезионная составляющая силы трения). В этом состоит суть двойственности теории трения. Коэффициент трения определяется как отношение силы трения F к нормальной нагрузке N. [c.63]

Согласно молекулярно-механической теории трения твердых тел минимальное усталостное изнашивание реализуется при упругом характере контакта. Интенсивность усталостного изнашивания при пластическом деформировании микронеровностей на несколько порядков выше. Такое соотношение сохраняется и для полимеров. [c.65]

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]

Внешнее трение скольжения является наиболее характерным для контакта деталей машин. Современное представление трения основывается на молекулярно-механической теории, сформулированной Ф. П. Боуденом и И. В. Крагельским (1939 г.). Согласно этой теории полная сила трения складывается из силы молекулярного притяжения на пятнах касания ( ) и силы от внедрения микронеровностей одной трущейся поверхности в другую (). Соотношение между обеими составляющими изменяется в широких пределах и зависит в основном от качества трущихся поверхностей и давления. Так, для металлических поверхностей узлов трения =100 [18]. Существенное влияние на [c.189]

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]

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]

Молекулярно-механическая теория трения определяет два основных пути повышения износостойкости материала [c.330]

В настоящее время не существует единой канонической теории физико — механических свойств дисперсных и композиционных материалов, сравнимой по своей завершенности с теорией, развитой для молекулярных систем. Определенные достижения имеются в описании композиционных материалов с волокнистыми наполнителями. Что же касается дисперсных материалов и композиционных материалов с дисперсными наполнителями, то уже сложились предпосылки для построения последовательной статистической теории. [c.9]

С точки зрения молекулярно-механической теории трения, развитой в работах Ф. Боудена и Д. Табора [17], Б.В.Дерягина [62], И.В. Крагельского [89], более общим является двучленный закон трения, установленный экспериментально Кулоном [160] [c.134]

Испытание образцов с предельной степенью упрочнения показало, что в интервале толщин приповерхностного слоя 1 мкм компонента градиента пределов текучести положительна (см. рис. 14, кривая 2). В этом случае согласно молекулярно-механической теории трения заедания не возникает [45]. [c.25]

Проведенное рентгенографическое исследование позволило оценить степень фрикционного упрочнения при заданных условиях трения. Полученные результаты показали хорошую согласованность с результатами измерения микротвердости. Таким образом, использование результатов рентгенографического анализа и установленных соотношений механических свойств и параметров структуры деформированного металла позволило получить сведения о пластических деформациях и действующих на контакте напряжениях течения при сухом трении, согласующихся как с общей молекулярно-механической теорией трения, так и с рассмотренной в работе [15] моделью заедания. [c.25]

Физическое состояние поверхностей твердых тел в последнее время привлекает все большее внимание исследователей в области трения и износа, особенно в связи с широким развитием молекулярно-механической теории трения. Ниже рассмотрены основные, результаты работ по изучению влияния характеристик кристаллической структуры на параметры внешнего трения. [c.26]

Природа адгезии довольно сложна, существуют различные теории адгезии механическая, молекулярная, химическая, диффузионная, электрическая. [c.29]

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

Установлено, что трение твердых тел имеет молекулярно-механическую природу. На участках фактического контакта поверхностей, как показано в главе 1, действуют силы межмолекулярного притяжения, которые проявляются на расстояниях, в десятки раз превы-и1ающих межатомное расстояние в кристаллических решетках. При отсутствии либо наличии промежуточной вязкой прослойки (влага, загрязнение и т.п.) между контактирующими поверхностями молекулярные силы вызывают адгезию на площадках фактического контакта и поверхности как бы "прилипают" друг к другу. Строго говоря, адгезия имеет сложную природу. Поэтому наряду с молекулярной теорией существует несколько других теорий адгезии. [c.65]

Разрабатывая молекулярно-механическую теорию трения, проф. Крагельский И. В. предложил рассматривать образующуюся фрикционную связь между двумя трущимися телами как некоторое физическое тело, обладающее определенными свойствами, отличающимися от свойств обоих трущихся тел [179]. Это так называемое третье тело является, некоторого рода, связью, обладающей упруго-вязким характером. На свойства этой связи оказывают влияние состояние поверхности, величина давления между телами, время контактирования, скорость приложения нагрузки и т. п. Вследствие дискретного характера контактирования выступы, имеющиеся на поверхностях трения, сглаживаются или сменяются впадинами, т. е. материал в поверхностном слое при трении непрерывно передеформируется. Рассматривая область передеформирования как третье тело , можно считать, что силы внешнего трения обусловлены силами вязкого сдвига, возникающими в деформативной области обоих тел. В этой области происходят значительные пластические деформации, обусловленные возникновением в контактных точках высоких [c.547]

Коррозионный износ чрезвычаЙ1ю распространен в средах (смазочной или рабочей), содержащих коррозионноактивные вещества. Поверхностные слои разрушаются в результате механических воздействий и электродных процессов, ускоренных механическими воздействиями. Разновидности такого износа — коррозионно-механический и окислительный. Теория молекулярного и коррозионного износа практически не разработана. [c.194]

Молекулярно-механическая теория трения исходит из того, что контакт двух поверхностей дискретен, т. е. осуществляется по отдельным макроплощадкам, суммарная площадь которых составляет площадь фактического контакта А Точки фактического контакта сосредотачиваются в отдельных областях, называемых контурными участками, общая площадь которых равна А . Наличие контурных участков объясняется волнистостью поверхностей. Контурные площадки располагаются на номинальной площади Аа — площади, ограниченной размерами поверхности трения тела. Схема контактирования показана на рис. 6. [c.118]

По всем трем явлениям проведены большие исследовательские работы, опубликованы многочисленные статьи и написано несколько монографий. В целом это направление именуется как молекулярномеханическая теория трения и изнашивания, цель которой дать инженерный расчет на трение и износ. Эта задача еще далека от завершения. Тем не менее молекулярно-механическая теория трения и изнашивания наиболее полно отражает физическую картину изнашивания в режимах трения при граничной смазке и без смазочного материала. [c.23]

Согласно молекулярно-механической теории, поверхностные связи при трении формируются вследствие упруго-пластической деформации поверхностных слоев контактирующих тел и адгезионного взаимодействия их поверхностей. По Ф. Боудену, сила трения — это сумма сопротивлений срезу металлических соединений jF и сопротивлений пластическому оттеснению (пропахиванию) менее прочного металла при движении внедрившихся в него [c.388]

Контакт твердых тел вследствие волнистости и шероховатости поверхностей происходит в отдельных точках, поэтому фактическая площадь контакта составляет менее 0,1 % номинальной (геометрической) [20]. Как бы тщательно не были обработаны поверхности, они всегда имеют выступы и впадины - микрошероховатости. Под действием нормальной нагрузки выступы микрошероховатостей одной поверхности внедряются в другую, причем в местах фактического контакта поверхности сближаются настолько, что между ними возникают силы молекуляртого взаимодействия. При скольжении поверхностей происходит деформирование поверхностных слоев трущихся материалов, а также разрушение и образование новых молекулярных связей. По представлениям молекулярно-механической теории трения Н. В. Крагельского о двойственном характере связей между трущимися поверхностями сипа трения определяется силами молекулярного и механического взаимодействия. 1 к правило, молекулярные СШН.1 взаимодействия самостоятельно не проявляются, а сопутствуют механическим. Влияние каждой из сил взаимодействия на трение зависит от свойств материалов пары третия и состояния трущихся поверхностей. Так, с уменьшением шероховатости поверхностей роль молекулярных сип возрастает, а роль механического взаимодействия, вызванного взаимным внедрением микрошероховатостей, уменьшается. Подобным перераспределением сил взаимодействия можно обьяснить то, что из-за резкого возрастания молекулярных сип притяжения, при шероховатости рабочих поверхностей меньше оптимальной, сила трения в паре торцового уплотнения увеличивается. При дальнейшем уменьшении шероховатости пара трения оказывается неработоспособной - происходит схватывание поверхностей. [c.5]

К р а г е л ь с к и й И, В, Молекулярно-механическая теория тренпя, Сб, Трение и и-знос в машинах . М., изд-во АН СССР, 1949. [c.38]

Теплообразование при внешнем трении современная наука рассматривает на основе общепризнанной молекулярно-механической теории трения, согласно которой контакт твердых тел, образующих пару трения, дискретен. Трение осуществляется на фактических пятнах контакта, которые распределены по поверхности трения номинального контакта неравномерно. Их размеры зависят от макро- и микрогеометрии поверхности трения, нагрузки и механических свойств материалов пары. Теплообразование при трении происходит на фактических пятнах контакта, которые в процессе трения перемещаются и зменя-ются. Характер указанных перемещений и изменений определяется скоростью, нагрузкой, температурой и физико-химическими процессами на парах трения [45]. [c.213]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...