古典摩擦定律綜述

1、古典摩擦定律摘要：簡要介紹了古典摩擦定律的發(fā)展，說明了定律的內(nèi)容和對(duì)每條規(guī)律適應(yīng)實(shí)際的情況分析。關(guān)鍵詞：摩擦力，載荷，運(yùn)動(dòng)速度，1古典摩擦定律的發(fā)展人們對(duì)摩擦現(xiàn)象的研究比實(shí)際應(yīng)用要晚得多。最初的研究是在15世紀(jì)意大利的文藝復(fù)興時(shí)代。1508年意大利科學(xué)家達(dá)芬奇首先對(duì)固體摩擦進(jìn)行了研究，他第一個(gè)提出：物體剛要滑動(dòng)時(shí)，便產(chǎn)生叫做摩擦力的阻力。并指出，摩擦力與物體的重量成正比，與法向接觸面積無關(guān)。1699年法國工程師阿蒙頓進(jìn)行了摩擦試驗(yàn)，并建立了摩擦的基本公式。隨后在1785年法國科學(xué)家?guī)靵鲆策M(jìn)行了相同的試驗(yàn)，完成了今天的阿蒙頓一庫倫摩擦定律，一般稱它為古典摩擦定律，綜述如下：（1）摩擦力與作用于摩

2、擦面間的法向載荷成正比，即F二AL式中F-摩擦力；L-法向載荷卩摩擦系數(shù)摩擦系數(shù)是評(píng)定摩擦性能的重要參數(shù)。此公式通常稱為庫侖定律。（2）摩擦力的大小與名義接觸面積無關(guān)。（3）靜摩擦力大于動(dòng)摩擦力。（4）摩擦力的大小與滑動(dòng)速度無關(guān)。（5）摩接力的方向總是與接觸表面問的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度的方向相反。古典摩擦定律是實(shí)驗(yàn)中總結(jié)出的規(guī)律，它揭示了摩擦的性質(zhì)。幾百年來，它被認(rèn)為是合理的，并廣泛地應(yīng)用于工程計(jì)算中。但是，近代對(duì)摩擦的深入研究，發(fā)現(xiàn)上述定律與實(shí)際情況有許多不符的地方。2古典摩擦定律的分析2.1古典摩擦定律中參數(shù)的分析實(shí)踐證明，古典摩擦定律適合于一般的工程實(shí)際，但又存在一定的局限性和不確切性；現(xiàn)對(duì)古典

3、摩擦定律中某些參數(shù)進(jìn)行以下討論。2.1.1摩擦系數(shù)在古典摩擦定律中，摩擦系數(shù)是一個(gè)常數(shù)。但通過更多的試驗(yàn)指出，僅在一定的周圍環(huán)境下，對(duì)于一定的材質(zhì)的摩擦來說，摩擦系數(shù)才是一個(gè)常數(shù)，不同材質(zhì)的金屬摩擦系數(shù)是不同的。因此，摩擦系數(shù)不是材料固有的特性，而是材料和環(huán)境條件的綜合特性5。2.1.2接觸面積在古典摩擦理論中，摩擦力的大小與接觸物體間的名義接觸面積的大小無關(guān)，對(duì)于金屬材科來說，由于表面粗糙度的存在，故只在很小的接觸區(qū)域內(nèi)才有真正的接觸，可以說摩擦力的大小與名義接觸面積無關(guān)。試驗(yàn)表明，實(shí)際接觸面積與摩擦系數(shù)有關(guān)，隨著實(shí)際接觸面積的增加，摩擦系數(shù)增大，摩擦力亦增大。例如，對(duì)于光滑表面，摩擦力將由

4、于表面光滑，隨實(shí)際接觸面積的增大而增大，對(duì)于很潔凈、很光滑的表面，由于在接觸表面之間出現(xiàn)強(qiáng)烈的分子吸引力，摩擦力將與實(shí)際接觸面積成正比，并且和表面的外形尺寸無關(guān)。2.1.3滑動(dòng)速度實(shí)踐表明，對(duì)于許多材料來說，摩擦系數(shù)與滑動(dòng)速度有關(guān)。各種材料不但隨著滑動(dòng)速度的增加其摩擦系數(shù)降低，而在不同的單位載荷下，滑動(dòng)速度和摩擦系數(shù)的關(guān)系也有所不同；古典摩擦定律之所以得出“摩擦力與滑動(dòng)速度無關(guān)”的觀點(diǎn)，這是由于處在15至18世紀(jì)還沒有出現(xiàn)現(xiàn)代的高速機(jī)器，只有風(fēng)力和水力可供利用，故當(dāng)時(shí)的速度還非常低札2.2古典摩擦定律的適應(yīng)分析第一條當(dāng)法向壓力不大時(shí)，對(duì)于普通材料，摩擦力與法向載荷成正比，即摩擦系數(shù)為常數(shù)。但實(shí)

5、際上，摩擦系數(shù)不僅與摩擦副的材料性質(zhì)有關(guān)，而且還與其它許多因素有關(guān)，如表面溫度、光潔度和表面污染情況等。摩擦系數(shù)實(shí)際上是與材料和環(huán)境條件有關(guān)的一個(gè)綜合特性系數(shù)。當(dāng)壓力較大時(shí)，對(duì)于某些極硬材料（如鉆石）或軟材料（如聚四氯乙烯）摩擦力與法向載荷不呈線性比例關(guān)系。第二條對(duì)于有一定屈服點(diǎn)的材料（如金屬材料）才能成立。而對(duì)于彈性材料（如橡膠）或粘彈性材料（如某些聚合物），摩擦力與名義接觸面積的大小則存在著某種關(guān)系。對(duì)于很潔凈、很光滑的表面，或承受載荷很大時(shí)，由于在接觸面間出現(xiàn)強(qiáng)烈的分子吸引力，故摩擦力與名義接觸面積成正比。第三條對(duì)于粘彈性材料都不通用。粘彈性材料的靜摩擦系數(shù)不一定大于動(dòng)摩擦系數(shù)刀。參考文獻(xiàn)1 溫景林主編金屬材料成型摩擦學(xué)M.冶金工業(yè)出版社，2000.04.第一版2 葉茂.金屬塑性加工中摩擦潤滑原理及應(yīng)用北京:冶金工業(yè)出版社，1990.13 姚若浩金屬壓力加工的摩擦與潤滑北京:冶金工業(yè)出版社，1990.44 余俊等，摩擦學(xué)，湖南科學(xué)技術(shù)出版.84年版5 戴雄杰