摩擦學(xué)原理-緒論課件

第1章緒論“摩擦學(xué)精確定量的摩擦試驗(yàn)是非常困難的，盡管有經(jīng)過(guò)精確分析的大量數(shù)據(jù)，但是摩擦定律仍然沒(méi)有分析得很完善?！?/p>

—Peynman(費(fèi)曼)1965諾貝爾獎(jiǎng)得主

摘自費(fèi)曼物理講義主要內(nèi)容摩擦學(xué)的含義摩擦學(xué)的內(nèi)容摩擦學(xué)的發(fā)展過(guò)程現(xiàn)代摩擦學(xué)研究新動(dòng)向摩擦方面的雜志和國(guó)際會(huì)議第1章緒論摩擦學(xué)的含義標(biāo)準(zhǔn)定義：

定義中涉及了四個(gè)定義：

中國(guó)是1980年成立了全國(guó)摩擦學(xué)會(huì)，并將Tribology譯為“摩擦學(xué)”。美國(guó)在1984年接受“tribology”，將“潤(rùn)滑雜志”改為“摩擦學(xué)雜志”，臺(tái)灣將“tribology”譯為“摩潤(rùn)學(xué)”。日本在1990年，將“潤(rùn)滑”雜志改為“摩擦學(xué)”。第1章緒論 “研究作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的，相互作用的對(duì)偶表面的理論和實(shí)踐的一門科學(xué)技術(shù)” “Thescienceandtechnologyofinteractinysurfacesinrelativemotionandofrelatedsubjectsandpractices” ①相對(duì)運(yùn)動(dòng) ②相互作用

③理論和實(shí)踐 ④科學(xué)和技術(shù)摩擦學(xué)的內(nèi)容總體：

摩擦學(xué)有三大柱，即：摩擦、潤(rùn)滑、磨損，但是這三方面之合并不等于摩擦學(xué)，另外還涉及到摩擦學(xué)設(shè)計(jì),摩擦學(xué)系統(tǒng)分析、監(jiān)控,摩擦與振動(dòng),表面工程等。第1章緒論摩擦學(xué)研究涉及面：

相當(dāng)廣大，上至火箭、衛(wèi)星，下至潛艇、石油。無(wú)論是家庭生活（刀、自行車等），還是軍事工業(yè)（摩擦振動(dòng)產(chǎn)生的噪音、坦克壽命）。理論而言：

①摩擦是能量轉(zhuǎn)換的中介；

②涉及到流體分子之間的相互作用，固體原子間發(fā)生滑移時(shí)的作用。

摩擦學(xué)的發(fā)展過(guò)程樸素應(yīng)用摩擦定律潤(rùn)滑理論磨損表面工程第1章緒論(1)樸素應(yīng)用:遠(yuǎn)古15世紀(jì)

擊石取火，9000年前出現(xiàn)滑撬。4600年前

中國(guó)出現(xiàn)的車、以滾動(dòng)摩擦代替滑動(dòng)摩擦，并用羊油潤(rùn)滑車軸，這可能是最早的潤(rùn)滑劑。車的發(fā)展情況

戰(zhàn)爭(zhēng)（軍事）推動(dòng)車的發(fā)展賽車（孫賓）胡服騎射

摩擦學(xué)的發(fā)展過(guò)程(2)古典摩擦定律:第1章緒論15世紀(jì)：LeonardodaVinci（達(dá)·芬奇）：17世紀(jì)末：法國(guó)的G.Amontons（阿蒙頓）于1699年提出摩擦力計(jì)算式：T=fN①物體的滑動(dòng)能力是不相同的，光滑表面具有小的摩擦；②摩擦力＝自重/4。

摩擦學(xué)的發(fā)展過(guò)程(2)古典摩擦定律:第1章緒論18世紀(jì)：①提出了極有價(jià)值的實(shí)驗(yàn)資料，并指出摩擦學(xué)科發(fā)展道路。②第一個(gè)認(rèn)識(shí)到摩擦不僅取決于正確選擇摩擦副，而且取決于結(jié)構(gòu)參數(shù)。

③將摩擦規(guī)律歸納為四點(diǎn)：

*1：摩擦力大小與接觸面間的正壓力成正比；

*2：摩擦力大小與名義接觸面積無(wú)關(guān)；

*3：靜摩擦力的極限值大于動(dòng)摩擦力；

*4：摩擦力大小與滑動(dòng)速度無(wú)關(guān)。法國(guó)物理學(xué)家C.A.Coulomb（1736-1806）

摩擦學(xué)的發(fā)展過(guò)程(2)古典摩擦定律:第1章緒論18世紀(jì)：法國(guó)物理學(xué)家C.A.Coulomb（1736-1806）④完成了摩擦的凹凸學(xué)說(shuō)（摩擦的原理）。英國(guó)物理學(xué)家（德薩古利斯）J.T.Desagaliers

提出了摩擦的分子學(xué)說(shuō)：產(chǎn)生摩擦力的真正原因在于摩擦表面上存在著分子力的作用。斥力引力

摩擦學(xué)的發(fā)展過(guò)程(2)古典摩擦定律:第1章緒論20世紀(jì)：當(dāng)今納米摩擦問(wèn)題（原子量級(jí)）

1939年蘇聯(lián)學(xué)者，以摩擦力二重性為依據(jù)，統(tǒng)一了分子論和凹凸學(xué)說(shuō)，建立了摩擦的分子機(jī)械論。F=αAr+βW1950包登的粘著說(shuō)。摩擦學(xué)的發(fā)展過(guò)程(3)潤(rùn)滑理論第1章緒論①Reynolds方程:1886年提出,其基礎(chǔ)為三個(gè)人Navier-Stokes方程(1845年,Stokes與Navier同時(shí)推導(dǎo)出該方程)Tower測(cè)量出軸承中油膜具有很高的壓力牛頓:粘性定律摩擦學(xué)的發(fā)展過(guò)程(3)潤(rùn)滑理論第1章緒論②Hertz接觸應(yīng)力理論③邊界潤(rùn)滑Boundy模型(1921年)④EHL(1950S)英國(guó)Dowson，美國(guó)鄭緒云，蘇聯(lián) 是第一個(gè)提EHL理論(1949),它將Reynolds理論和Hertz理論聯(lián)系起來(lái)處理潤(rùn)滑問(wèn)題。⑤薄膜潤(rùn)滑摩擦學(xué)的發(fā)展過(guò)程(4)磨損：第1章緒論（1940S）由于戰(zhàn)爭(zhēng)的需要，磨損問(wèn)題被提出，蘇聯(lián)于1945年召開了第一屆摩擦、磨損會(huì)議，1957年英國(guó)，1958年美、德相繼開會(huì)。1953年由蘇聯(lián)學(xué)者將磨損分為三大類： ①機(jī)械類（由摩擦表面的機(jī)械作用產(chǎn)生的磨損，包括磨粒磨損，表面塑性變形，脆性剝落等）； ②分子機(jī)械類：分子力形成的表面粘著，再經(jīng)機(jī)械作用使粘著處剪切產(chǎn)生磨損； ③腐蝕機(jī)械類。摩擦學(xué)的發(fā)展過(guò)程(5)摩擦學(xué)統(tǒng)一：第1章緒論1966年，Jost報(bào)告，1973年第一屆歐洲摩擦學(xué)會(huì)議Jost選為大會(huì)主席,1980年我國(guó)召開了第一屆摩擦學(xué)會(huì)議。(6)表面工程(1990S)

這是摩擦學(xué)發(fā)展過(guò)程新開展的一領(lǐng)域，以前大多研究的目的是認(rèn)識(shí)世界，如摩擦定律，潤(rùn)滑理論，磨損機(jī)理等等，而表面工程就是按人們的意志去改造世界。

①表面制膜：（等離子噴涂，等離子輔助沉積，真空蒸鍍、電鍍、化學(xué)鍍等）②表面處理：（強(qiáng)化、加工處理等等）③表面改性現(xiàn)代摩擦學(xué)研究新動(dòng)向(1)納米摩擦學(xué)

第1章緒論（納米級(jí)薄膜潤(rùn)滑、納米級(jí)摩擦的規(guī)律和本質(zhì)，微米級(jí)磨損問(wèn)題）。 美國(guó)：F.F.Ling說(shuō)過(guò)，青年人應(yīng)投身NanoPhonomana研究。(2)摩擦學(xué)系統(tǒng)分析(3)表面工程摩擦學(xué)研究意義第1章緒論FRICTIONLOSSES摩擦學(xué)研究意義第1章緒論32KW3.8KW4.9KWMechanicallosses:10%125,000miles340L1224Y摩擦方面的雜志和國(guó)際會(huì)議會(huì)議:第1章緒論①Leeds-LyonSymp.ontrib,每年一次

②ASME/STLE年會(huì)

③歐洲國(guó)際摩擦學(xué)會(huì)議(四年一次)

④中國(guó)、日本分別召開的國(guó)際摩擦學(xué)會(huì)議

⑤亞洲摩擦學(xué)會(huì)議摩擦方面的雜志和國(guó)際會(huì)議文獻(xiàn):第1章緒論①ASMETransection.Jounal.ofTribrlogy(美)

②STLETribology,Transection(美)

③Lnbrication.Engineering(英)

④Wear(英)

⑤InternationalTribology(英)

⑥摩擦學(xué)學(xué)報(bào)(日)

⑦磨擦學(xué)學(xué)報(bào)(中)

⑧潤(rùn)滑與密封(中)流體性質(zhì)－粘度粘性第1章緒論

流體阻礙隨時(shí)間較快地變形并引起功能轉(zhuǎn)化為熱能的一種性質(zhì)。它的重要表現(xiàn)之一是出現(xiàn)切應(yīng)力。另外就是粘附于同它接觸并有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的固體表面。氣體：碰撞，進(jìn)行能量交換

液體：層間分子動(dòng)量交換流體性質(zhì)－粘度粘度描述：材料力學(xué)：第1章緒論動(dòng)力粘度η,亦稱粘滯系數(shù),內(nèi)摩擦系數(shù),絕對(duì)粘度,通常稱粘度。2.運(yùn)動(dòng)粘度υ:

反映了粘滯性的運(yùn)動(dòng)學(xué)效應(yīng),在石油工業(yè)中,常用運(yùn)動(dòng)粘度表征石油的品質(zhì)。3.粘度描述

流體性質(zhì)－粘度粘度描述：粘度的影響因子第1章緒論ReynoldsSlotteAndrade-EryingVogelA溫度流體性質(zhì)－粘度粘度描述：粘度的影響因子第1章緒論Barus(1893)Comeron(1962)MPam2/Nm2/N復(fù)合關(guān)系式B壓力

壓力分子間距分子間力粘度流體性質(zhì)－粘度粘度描述：粘度的影響因子第1章緒論

對(duì)于牛頓流體,n=1,φ為動(dòng)力粘