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1、摩擦学绪论 李 平 绵阳职业技术学院机电工程系 摩擦学基础 生活中无处不在的摩擦力 引 言 摩擦是运动阻力： 当一个固体相对于另一 个固体有切向滑动或滚 动并且相互接触时就会 产生。如图（a），切向 阻力的作用方向正好与 运动方向相反，这个切 向阻力便称为摩擦力。 图 (a)物体在表面滑动。 (b)物体在水平面滚动。 （W是法向载荷力，F是摩擦力） 引 言 摩擦并不是材料的固有属性，而是由 系统产生的。如果两个固体表面洁净 且无化学粘膜和吸附物，则产生较高 的摩擦。表面污物和薄膜会影响到摩 擦。表面间有很好的润滑则产生较低 的粘滞和较低的摩擦。然而，少量的 流体存在于表面间却会产生流滞且导 致
2、较高的摩擦，尤其是在两个光滑表 面间。 引 言 摩擦力是好是坏？没有摩擦力就不可能行走， 机动车无法行驶在公路上，不能拾取物体。甚至 一些机械场合比如车辆制动器，离合器以及以摩 擦力为动力的传输装置（如皮带传输），摩擦需 最大化。然而许多其它滑动和转动零件比如轴承 ，密封圈则不希望有摩擦，摩擦会导致能量损失 以及磨损接触表面。在这些场合，摩擦需最小化 。 摩擦学不仅对尖端科学领域如航天、工业等设备 具有重要意义，同时也影响人们的日常生活。 摩擦学定义摩擦学定义 H.P.Jost的摩檫学 研究做相对运动的相互作用表面及其有关的理论 和实践的一门科学技术。 中国科学技术名词的摩檫学 研究做相对运动
3、物体的相互作用表面、类型及其 机理、中间介质及环境所构成的系统的行为与摩擦及 损伤控制的科学与技术。 词典中的摩檫学 研究相互运动表面之间的相互作用以及相关问题 与实践的科学与技术。 摩擦的种类摩擦的种类 按运动按运动 状态分状态分 静摩擦 动摩擦 按运动形按运动形 式分式分 滑动摩擦 滚动摩擦 干摩擦流体摩擦 （润滑） 边界摩擦 （润滑） 混合摩擦 （润滑） 按润滑状态分 常见的两种摩擦类型： 干摩擦 干摩擦是指表面间无任何润滑剂或保护膜的纯金属 接触时的摩擦。又称库伦摩擦 流体摩擦 是指摩擦表面被流体膜隔开，摩擦性质取决于流体 内部分子间粘性阻力的摩擦。流体摩擦时的摩擦系数 最小，且不会有
4、磨损产生，是理想的摩擦状态。 工程实际中并不存在干摩擦。通常是将未经人为润 滑的摩擦状态当作干摩擦处理。干摩擦时摩擦阻力 很大，磨损严重，应避免。 最早提出摩擦基本 概念的认为是15世纪 的达芬奇（Leonado da Vinci） 滑动摩擦定律滑动摩擦定律 摩擦学发展史 古典摩擦定律内容归纳如下： 摩擦力的大小与接触面间的法向力成正比，而与接 触面积的大小无关，即 摩擦力 法向力摩擦因（系）数 摩擦力的方向总与接触表面相对运动速度的方向相反 。 摩擦力的大小与接触面间的相对滑动速度无关。 静摩擦力大于动摩擦力。 摩擦学发展史 摩擦学研究对象摩擦学研究对象 摩擦学特点： 边缘学科 横断学科 新兴学科 摩擦学研究内容摩擦学研究内容 摩擦与磨损、流体润滑、边界润滑、摩擦材 料、润滑剂及技术、摩擦学测试技术。 新的摩擦学领域： 微纳米摩擦学、生物摩擦学、仿生摩擦学、极端 环境摩擦学等。 微纳米摩擦学 宏观摩擦学 大质量 重载作用 微纳米摩擦学 微小质量 轻载作用 绪 论
