Адгезионная теория трения металлов

В соответствии с адгезионной теорией, между соприкасающимися металлами в зонах истинных контактов образуются адгезионные соединения, или мостики сварки . Главной составляющей силы трения является сила, необходимая для осуществления сдвига по всем возникшим соединениям. Адгезия между чистыми металлами всегда достаточно велика, чтобы сдвиг происходил не по границе раздела, а в объеме мягкого металла. При этом под чистой поверхностью подразумевается поверхность, свободная от каких-либо органических пленок присутствие окислов н адсорбированных газов несущественно. Кроме сил, связанных со сдвигом или срезом образовавшихся соединений — мостиков сварки, некоторое сопротивление движению может вызываться процарапыванием более мягкого металла выступами более твердого металла. Сила трения может быть выражена уравнением [c.309]

Адгезионная теория трения, как показал опыт, оказалась весьма плодотворной для объяснения многих явлений трения и износа несмазанных поверхностей трения металлов. Сравнительно недавно, как отмечается в работе [238], были сделаны попытки распространить эту теорию на неметаллические твердые тела. [c.224]

С появлением полимерных материалов вопросы, связанные с их трением по твердым поверхностям, рассматривались с точки зрения полученных ранее результатов исследования трения металлов. Так, в работах [1—3] утверждалось, что в зоне контакта полимера с металлом наблюдается пластическая деформация полимера и образуются адгезионные мостики схватывания (по аналогии с такими же мостиками для металлов), процесс же трения связан с разрушением и восстановлением мостиков схватывания. Считалось, кроме того, что природа трения покоя металлов и полимеров одинакова [4—8]. Можно привести и другие примеры того, как идеи и методология исследования трения твердых тел (металлов) использовались для объяснения процесса трения полимеров. К трению полимеров действительно применимы, как будет показано ниже, некоторые важные закономерности, полученные в области трения металлов, несмотря на то, что по физико-механическим свойствам металлы и полимеры существенно различны. Необходимо поэтому кратко рассмотреть основные положения теории трения пластических твердых тел (металлов). [c.34]

Таким образом, в высокоэластическом состоянии механические потери в самом полимере дают весьма малый вклад в силу трения которая в основном определяется рассеянием энергии в поверхностном молекулярном слое при многократных деформациях поверхностных полимерных цепей в процессе непрерывного разрушения и восстановления ван-дер-ваальсовых связей между полимерными цепями и твердой поверхностью металла, т. е. адгезионной составляющей силы трения, определяемой из молекулярно-кинетической теории трения по уравнению вида [c.377]

Это соотношение, предложенное Боуденом и Тейбором, отражает адгезионную теорию трения металлов. Интересно отметить, что для слабо упрочняющихся металлов срезающее напряжение s приблизительно равно сопротивлению срезу металла т. Было найдено, что предел текучести р примерно равен 5т, так что согласно уравнению (2.11) / = 0,2. На практике для большинства металлов / достигает значений, равных 1. Расхождение может быть объяснено явлениями увеличения площади сварного соединения ( jun tion growth ) и механическим упрочнением. [c.25]

Тейбор [33] распространил на эластомерные материалы первоначально развитое для металлов представление о двух составляющих коэффициента трения адгезионной и деформационной. Он отметил, что деформационная составляющая становится существенной при трении эластомера с высоким гистерезисом по грубым неровностям с закругленными вершинами в присутствии смазки. Гринвуд и Тейбор [34] установили связь трения качения и трения скольжения сфер по резиновым подложкам. Они показали одинаковое влияние гистерезиса на трение в обоих случаях. Эти же авторы [35] позднее усовершенствовали свою раннюю теорию, установив связь потерь энергип с напряжением, а не с общей энергией деформации за ка-ж ],ый цикл. Флом и Бики [36] связывали сопротивление качению вязкоупругих материалов с временем релаксации. Норман [37] исследовал трение качения жесткого цилиндра по вязкоупругой плоскости и установил теоретически, что коэффициент трения (обусловленный гистерезисом) является сложной функцией тангенса угла механических потерь мягкого материала. Результаты испытаний по трению при высоких скоростях, полученные в ранних работах Тейбора, были подтверждены данными Сэйби [38] по трению сферических и конических инденторов по смазанной поверхности резин. [c.13]

Наиболее полно сущность трения металлов объясняется адгезионной теорией трения или теорией холодного сваривания, которая хотя и была впервые предложена Томлинсоном и Холмом , наиболее полно и последовательно развита в работах Боудена и Тейбора с сотрудниками . В этой теории проводится строгое разграничение между действительной (фактической) и кажущейся (номинальной) площадью касания. Средняя высота шероховатостей или выступов даже на идеально отполированных металлических поверхностях по сравнению с атомными размерами очень велика. Поэтому, когда два металла прижаты друг к другу, истинный, или фактический, контакт между ними осуществляется лишь по вершинам ш еро-ховатостей, которые подвергаются пластической деформации до тех пор, пока общая реальная площадь касания не станет достаточной для уравновешивания приложенной нагрузки. Общая площадь поверхности, по которой осуществляется фактическое касание между металлами, образуется совокупностью небольших площадок контактов. Она много меньше номинальной, геометрической, площади соприкасающихся поверхностей и не зависит от их величины. Это и обусловило то, что измеряе.мая величина силы трения не зависит от номинальной площади касания. [c.309]

Несмотря на то что в машинах износ часто представляет более серьезную проблему, чем трение, до самого последнего времени он не был предметом столь обширных фундаментальных исследований, как трение. Процесс износа металлов, очевидно, еще более сложен, чем трение. В общем, можно считать, что увеличение износа наблюдается при увеличении трения, нагрузки и площади фактического контакта. С возрастанием твердости трущихся тел износ уменьшается, он не зависит от кажущейся 1 лн номинальной площади контакта. Эти закономерности согласуются с адгезионной теорией трения. Керридж и Ланкастер получили даль 1ейшие доказательства того, что как трение, так и износ вызываются адгезией и сдвигом по микроплощадкам истинных контактов. Изучая скольжение радиоактивно 2 [c.322]

Согласно простейшей адгезионной теории трения, предложенной Боуденом, как было показано ранее, коэффициент трения определяется отношением з/р. Если металл заметно не упрочняется, то сдвиговая прочность з в поверхности контакта грубо равна критическому напряжению сдвига т данного металла. Давление р, при котором наблюдается пластическое течение, в общем случае, как было установлено Тейбором [16], равно примерно 5т. Таким образом / 0,2. В экспериментах же на воздухе для большинства металлов / = 1. Куртни-Пра и Айзнер [17] установили причину расхождения данных. Они показали, что при трении полусферы по плоской поверхности, действие тангенциальной силы вызывает увеличение размера соединения до начала скольжения, так что фактическая площадь контакта может увеличиваться в три или четыре раза. Боуден и Тейбор [18] объяснили этот эффект на основании теории пластичности. Так как пластическое течение узла обусловлено совокупностью эффектов, вызванных нормальными р и тангенциальными напряжениями, то критерий пластического течения может быть записан в следующем виде [c.10]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология