简述摩擦的概念及其影响,摩擦的种类有哪些
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发布时间:2022-04-20 06:19
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时间:2022-05-23 16:59
当物体与另一物体沿接触面的切线方向运动或有相对运动的趋势时,在两物体的接触面之间有阻碍它们相对运动的作用力,这种力叫摩擦力。接触面之间的这种现象或特性叫“摩擦”。
摩擦的类别很多,按摩擦副的运动形式摩擦分为滑动摩擦和滚动摩擦,前者是两相互接触物体有相对滑动或有相对滑动趋势时的摩擦,后者是两相互接触物体有相对滚动或有相对滚动趋势时的摩擦;而这两种摩擦在计算时须保证的条件是:物体状态是静止或匀速直线运动,这时摩擦力等于物体所受阻力。在相同条件下,滚动摩擦小于滑动摩擦。
按摩擦表面的润滑状态,摩擦可分为干摩擦、边界摩擦和流体摩擦(见图)。
摩擦又可分为外摩擦和内摩擦。外摩擦是指两物体表面作相对运动时的摩擦;内摩擦是指物体内部分子间的摩擦。干摩擦和边界摩擦属外摩擦,流体摩擦属内摩擦。
干摩擦
摩擦副表面直接接触,没有润滑剂存在时的摩擦。常用库仑摩擦定律表达摩擦表面间的滑动摩擦力F、法向力N和摩擦系数f间的关系:f=F/N。钢对钢的f值在大气中约为
0.15~0.20,洁净表面可达0.7~0.8。根据英国的F.P.鲍登等人的研究,极为洁净的金属(表面上的气体用加热、电子轰击等方法排除)在高真空度的实验条件下,表面接触处被咬死,f值可高达100。这种极为洁净的金属表面一旦与大气相接触便立即被污染或氧化,从而使f值显著下降。
静摩擦的测定方法有倾斜法和牵引法。①倾斜法:把重力为N的欲测物体放在对偶材料的斜面上,逐渐增加斜面的倾角,测得物体开始滑动时的倾角
θ(摩擦角),由此求得摩擦系数f=tgθ。②牵引法:把重力为N
的欲测物体放在对偶材料的平面上,以力P牵引,物体开始滑动时的力F就是最大的静摩擦力(此时F=P),由此求得摩擦系数f=F/N。
接触面粗糙程度决定摩擦力大小动摩擦可在各类型试验机上式摩擦磨损试验机、旋转圆盘-销式摩擦磨损试验机和四球式摩擦试验机)测定,为此在试验机上装设测定摩擦力或摩擦力矩的机构,先测出摩擦力,而后换算出摩擦系数。常见的测量方法有杠杆法、弹簧法和电测法等。测定时需要确保清洁,否则会影响所测的摩擦力。
边界摩擦和流体摩擦
边界润滑状态下的摩擦称为边界摩擦。边界摩擦系数低于干摩擦系数。边界摩擦状态下的摩擦系数只取决于摩擦界面的性质和边界膜的结构形式,而与润滑剂的粘度无关。流体润滑状态下的摩擦称为流体摩擦。这种摩擦是流体粘性引起的。其摩擦系数较干摩擦和边界摩擦为低(见润滑)。