Площадь фактическая

Трибоэлектрический эффект при контакте металлов и изоляторов возникает вследствие трения, так как при этом не появляется никаких зарядов (или возникающий заряд пренебрежимо мал). Основной результат трения это увеличение площади фактического контакта, более частые контакты старых поверхностей и образование новых. В случае металлов нет нужды в изобилии контактов, для изоляторов это необходимо это и привело к образованию ошибочного мнения о роли трения. Трение — это только условие, а не причина возникновения трибоэлектричества. [c.93]

Влияние шероховатостей поверхности на коэффициент трения весьма сложно. Ранее отмечалось, что при трении металлов полировка поверхностей контртел приводит к увеличению площади фактического контакта, вызывающему возрастание коэффициента трения известно также, что увеличение шероховатости поверхностей сопровождается ростом кинематического коэффициента трения вследствие интенсификации процессов пропахивания, растрескивания и задира . При сухом трении полимера по металлу увеличение шероховатости поверхности также приводит к росту коэффициента трения [11, 13, 15]. [c.87]

Такое повреждение поверхности в конечном счете приводит к уменьшению площади фактического контакта поверхностей, увеличению удельных нагрузок и резкому возрастанию износа. [c.422]

Для прочного слипания двух твердых тел необходимо обеспечить тесный контакт между их поверхностями, поскольку ван-дер-вааль-совы силы оказываются пренебрежимо малыми, если расстояние между молекулами превышает несколько ангстрем. Боуден и Тейлор [5] установили, что из-за существования микрошероховатостей на поверхности контакта (рис. 4.2) фактическая площадь контакта составляет очень небольшую часть номинальной площади контакта. Для адгезии твердых тел большое значение имеет не только величина фактической площади контакта, но также и отсутствие на поверхности контакта различных органических загрязнений или оксидов, наличие которых существенно уменьшает прочность адгезионного соединения. Существенное уменьшение площади фактического контакта может произойти из-за эластического восстановления пиков поверхностных шероховатостей, развивающегося после снятия нормальной нагрузки, обеспечивающей прижатие друг к другу контактирующих твердых тел. Чтобы предотвратить это уменьшение площади фактического контакта, необходимо произвести отжиг контактирующих поверхностей под действием сжимающей нагрузки. Часто для увеличения поверхности фактического контакта между двумя твердыми телами вводят слой жидкости, которая, затвердевая, обеспечивает необходимую для эксплуатации прочность адгезионного соединения. [c.82]

Допустим, что во всех случаях реализуется такая ситуация. Следовательно, площадь фактического контакта Л, на любом выступе определится выражением [c.84]

Выражения (4.3-3) и (4.3-4), известные под названием закона Амонтона, считаются справедливыми и для случая кинематического трения, если можно допустить, что при этом также доминируют силы адгезионного взаимодействия. Однако допущение, что / — это характеристика материала, не зависящая от микрогеометрии поверхности и условий трения, является грубым приближением. Если обе поверхности тщательно отполировать, то площадь фактического контакта существенно возрастет, и контртела как бы прилипнут друг к другу. Если полированные поверхности контртел, изготовленных из одного и того же металла, очистить от загрязнений, то во всех точках контакта образуются сварные соединения. При этом коэффициент трения увеличится в несколько раз. Поэтому трудно говорить [c.85]

В настоящее время еще не существует исчерпывающей теории сухого трения. Так, до сих пор отсутствуют удовлетворительные методы описания структуры контактирующих твердых поверхностей как на микро-, так и на макроуровне. Более того, скольжение одного твердого тела относительно другого может быть причиной появления высоких локальных температур и давлений, действие которых приводит к образованию новых поверхностей с неизвестными химическими свойствами и к существенному изменению микротопографии контактирующих поверхностей. По этой причине коэффициенты статического и кинематического трения отличаются друг от друга. Обычно коэффициент трения покоя превышает кинематический коэффициент трения. Эта разница, по-видимому, объясняет явление стик— слип (прилипание с проскальзыванием), которое обычно наблюдается при сухом трении. По мнению Нильсена [91, фактическая площадь контакта на стадии стик (прилипание) возрастает под действием увеличивающихся тангенциальных сил. В тот момент, когда величина этих сил оказывается достаточной для сдвига и пропахивания поверхности контртела, начинается фаза слип (проскальзывание). На стадии проскальзывания площадь фактического контакта и сила трения быстро уменьшаются. [c.85]

Здесь С — константа. Показатель степени лежит в интервале 0,666 < а < 1. Значение а = 2/3 соответствует полностью обратимой упругой деформации в точках контакта а 1 указывает в соответствии с выражением (4.3-3) на существование пластической деформации. Промежуточные значения соответствуют, следовательно, присутствию определенной доли высокоэластической деформации. Если это предположение справедливо, то площадь фактического контакта должна зависеть от нормальной нагрузки, продолжительности контакта, температуры и скорости скольжения. Как будет показано ниже, все эти эффекты в действительности имеют место. [c.86]

При изучении внешнего трения твердых тел важно правильно оценивать площадь фактического контакта 5ф, зависящую от механических свойств фрикционной пары, шероховатости поверхностей и силы нормального давления. Первые методы расчета были основаны на моделировании макронеоднородностей поверхности каким-либо одним видом геометрической фигуры (шар, конус, эллипсоид и др.) и на предположении, что деформация совокупности локальных контактов при выбранной модели является либо чисто упругой, либо пластической, либо упругопластической [13.3]. [c.359]

В 1940 г. Журавлевым был предложен метод расчета 5ф, в основу которого он положил идею моделирования шероховатости поверхности набором сфер одного и того же радиуса. Так как число контактирующих выступов увеличивается по мере углубления в шероховатую поверхность по линейному закону, при расчете площади фактического контакта предварительно определялась вероятность встречи двух микровыступов. [c.359]

Трение стеклообразного полимера складывается, как и для твердых тел, из адгезионной и объемно-механической составляющих. С понижением температуры адгезия между фрикционной парой заметно увеличивается, а сила трения возрастает довольно медленно. При этом изменяется механизм деформации шероховатостей на поверхности — из вынужденноэластического превращается в упругий. При этом уменьшается площадь фактического контакта, и сила трения с понижением температуры падает. [c.363]

В стеклообразном состоянии наблюдается низкотемпературный максимум силы трения F. При этом отклонение экспериментальной температурной зависимости F от теоретической объясняется главным образом уменьшением площади фактического контакта твердого полимера по сравнению с полимером в высокоэластическом состоянии. [c.365]

Так как формирование фактической площади контакта определяется в основном механическими свойствами материалов, а последние у полимеров сильнее зависят от временных и температурных факторов, 5ф полимеров при прочих равных условиях по сравнению с металлами существенно зависит от времени / (или частоты V) и температуры Т (рис. 13.10,а, б). Наиболее резко относительная площадь фактического контакта ф=5ф/5н возрастает в начальный период приложения нормального давления. Это связано с релаксационными процессами, протекающими в местах контакта. По мере развития деформации сжатия отдельных шероховатостей площадь контакта увеличивается, а напряжения в отдельных пятнах контакта выравниваются, достигая некоторого равновесного значения. [c.372]

Рис. 13.10. Зависимость относительной площади фактического контакта температуры для эластомеров с разными модулями упругости (Е1<Е-2)

Для износа высокоэластических материалов, к которым относятся большинство технических резин, наиболее характерен механизм образования скаток ( наволакивания ). Удельный линейный износ резин /л. уд определяется линейной интенсивностью износа /д и площадью фактического контакта 5ф в широком интервале изменения нагрузок, характеризуемых давлением р [c.383]

Так как полимерные материалы часто используются в узлах трения и в качестве покрытий, большое практическое значение имеет изучение механизмов их трения и износа. Процессы трения низкомолекулярных твердых тел и полимеров при разных температурах имеют и общие черты, и существенные отличия. Наиболее специфично проявляется трение у полимеров, находящихся в высокоэластическом состоянии. Существенная зависимость характера изменения силы трения при разных скоростях скольжения свидетельствует о релаксационном характере этого процесса. Важное значение имеет правильный учет площади фактического контакта при изменении взаимного расположения трущихся поверхностей. Наиболее резкие изменения трение претерпевает в областях кинетических (стеклование, размягчение) и фазовых (кристаллизация, плавление) переходов, что связано с изменением его механизма. Трение полимеров всегда связано с их износом. При этом износ может рассматриваться как процесс, характеризующий усталость поверхностных слоев полимеров (аналогично тому, как длительное разрушение характеризует объемную усталость). Механизмы износа твердых полимеров и эластомеров, как и характер их. внешнего проявления, существенно отличаются. [c.384]

Уравнения (11.23) и (11.25) применимы для гладких поверхностей. На шероховатой поверхности имеются микротрещины и микровыступы, площадь которых не учитывается. Различия в площади фактического контакта гладкой и шероховатой поверхностей являются основной причиной изменения показателей, характеризующих смачивание. [c.49]

Условия возникновения схватывания металлов создаются естественным путем в процессе трения и износа сопряженных поверхностей. Это происходит в том случае, когда усилия, действующие в местах фактического контакта, вызывают напряжения, превышающие предел текучести металла, в связи с чем в тонких поверхностных слоях происходят пластические деформации металла, при этом поверхностные адсорбированные газовые пленки и загрязнения разрушаются, обнажая отдельные ювенильные площадки металлов. Одновременно происходит сглаживание неровностей на поверхностях трения, благодаря чему значительно увеличивается площадь их фактического контакта. При тесном сближении ювенильных поверхностей возникает междуатомное притяжение металлов, при этом на значительной площади фактического контакта образуются металлические связи, аналогичные междуатомным связям в сплошном металле — происходит схватывание металлов. [c.9]

Изменение величин скорости скольжения, удельного давления, частоты и амплитуды колебаний трущихся пар приводит к изменению интенсивности образования и развития различных физических, химических и механических процессов, происходящих при трении и изнашивании в поверхностных объемах металлов, что обусловливает характер и интенсивность изнашивания поверхностей трения. В зависимости от величины и характера удельного давления в поверхностных объемах трущихся тел возникают и развиваются с различной интенсивностью пластические деформации металлов, которые способствуют развитию явлений схватывания или же процесса окисления металлов [15—20]. Происходит изменение площади фактического контакта, глубины слоев металла, принимающих участие в процессах трения и изнашивания, и т. п. [14, 21]. [c.27]

Проходные, смесительные и распределительные клапаны следует выбирать так, чтобы площадь фактического прохода. 5ф лежала в пределах [c.931]

В композите слой металла покрыт защитной пленкой полимера. Площадь фактического контакта практически равна молекулярному. Какой характер разрушения будет характерен для этого композита при деформации сжатия [c.183]

Второй закон трения выражен уравнением (2.1). Независимость силы трения от номинальной площади в примере с кирпичом может быть теперь объяснена постоянством площади фактического контакта при разных положениях кирпича. [c.80]

Величина а в уравнении (2.9) в неявной форме может выра-жать любую прочностную характеристику адгезива — адгезионную или когезионную при отрыве (при сдвиге), — так что произведение остальных сомножителей имеет смысл безразмерной площади фактического контакта. [c.87]

Следует иметь в виду, что в условиях граничной смазки площадь фактического контакта, несомненно, является только частью видимой общей площади контакта. Таким образом, под давлением находятся только отдельные небольшие пятна пленки. Вследствие этого утечка материала из сжатой пленки проявляется как перенос молекул пленки из области сжатия в смежную нормальную пленку (рис. Х-16). В этих условиях механическое равновесие молекул пленки описывается уравнением [c.357]

В реальных системах определяющую роль нередко играют совершенно другие факторы. Для хорошей адгезии необходима довольно большая площадь фактического контакта между фазами. Однако, как показано на рис. VII-8 (гл. VII), жидкость, надвигающаяся на шероховатую поверхность, может захватывать воздух, и, таким образом, в этом случае хороший контакт между фазами ограничивается только частью поверхности. Предотвращению образования такой составной поверхности способствует небольшой краевой угол. В результате одним из критериев хорошей адгезии является растекание клея по поверхности [52], хотя, как показано выше, это может не соответствовать идеальной работе адгезии. [c.362]

Рассматривая перспективы применения измельченных вулканизатов в качестве эластичных наполнителей для резин, авторы полагают, что успех этих работ будет определяться развитием исследований, направленных на достижение минимальных размеров частиц эластичного наполнителя в полимерной матрице при одновременном увеличении площади фактического контакта на границе раздела фаз части- ца—матрица, оптимизации процесса вулканизации, [c.75]

Приведенный выше анализ адгезии и сухого трения показывает, что адгезионный износ в значительной мере определяется площадью фактического контакта и величиной кинематического коэффициента трения. По данным Рабиновича и Шутера [7], адгезионный износ твердых контртел, отношение твердости которых равно Я, пропорционален R . Именно по этой причине на поверхности металлического контртела формируется полимерная пленка, появление кото- [c.89]

Правильно оценить уменьшение сил трения или величины износа, вызванное применением граничной или твердой смазки, удается лишь при удачном моделировании фактической физической картины в зоне контакта и правильном определении площади фактического контакта, величины смазанных участков поверхности контакта и размера образующихся при износе частиц [19]. Смачивающее воздействие охтадецилового (стеарилового) спирта на трущиеся медные поверхности иллюстрируется рис. 4.5. Стеариловый спирт плавится при температуре 59,6 °С и кипит при 210,5 °С. Первый скачок коэффициента трения и возрастания износа наблюдается вблизи температуры плавления смазки, при которой твердая смазка превращается в граничную жидкую смазку и площадь контакта металла с металлом, равная нулю при более низкой температуре. [c.91]

Согласно теории Боудена и Тейбора, сила трения двух твердых поверхностей обусловлена срезом мостиков сварки, образовавшихся в вершинах неровностей в результате сильной адгезии. При малых нагрузках, когда фактическое нормальное давление рф меньше предела их текучести при сжатии, происходит упругая деформация. Так как площадь фактического контакта мала, уже при весьма малых нагрузках в большинстве пятен контакта достигается предел текучести. В этих и во вновь образованных пятнах, где фактическое нормальное давление превысит предел текучести, при дальнейшем увеличении нагрузки будет происходить пластическое сжатие. При этом рф уже не превышает предела текучести о (т. е. рф<а). [c.361]

Из-за отличия механизмов износа твердых н высокоэластических полимероа (пластмасс и резин) методики его изучения и способы количественной оценки различаются. Износ пластмасс зависит от их фрикционных (коэффициент внешнего трения), деформационных (модуль упругости) и прочностных (разрушающее напряжение) свойств. Так как на площади фактического контакта трущихся поверхностей имеет место и микрорезание, и усталостное разрушение, то удельный износ /уд можно охарактеризовать эквивалентной величиной массовой интенсивности износа [c.383]

Путем совмещения схемы ГДДС с картой фактических градиентов давления необходимо найти зоны, в которых ГДДС равен или меньше фактических градиентов пластового давления. В этих зонах нефть будет фильтроваться с неразрушенной структурой. На рассматриваемой площади фактические градиенты давления всюду больше градиента динамического давления сдвига. Однако на некоторых участках залежи фактические градиенты давления сопоставимы со значениями ГДДС. Следует указать еще на одно [c.132]

Увеличение площади фактического контакта между битумом и минеральным материалом должно приводить к повышению адгезии независимо от того, какими силами обусловлена связь между фазами. Следовательно, морфология иоверхиостн, ее топография, микрорельеф и чистота являются важнейшими факторами, влияющими на иолпоту контакта и адгезию. [c.118]

Когда площадь фактического контакта близка к молекулярному, т е. при А А , адгезионные соединения разрушаются, как правило, по наименее прочной из фаз (когезионный характер разрушения). Менее вероятно разрушение по межфазной границе (адгезионный характер). Оно реализуется при наличии на поверхностях контакта загрязняющих продуктов, т.е. когдаЛ <Ли. [c.94]

По Крагельскому [26] существуют номинальная площадь контакта 5ном, очерченная геометрическими размерами соприкасающихся тел контурная площадь Зкоят, образующаяся при объемном смятии тел (например, двух сферических выступов, или выступа и плоскости) и в отличие от номинальной зависящая от нагрузки и жесткости (податливости) тела фактическая площадь Факт — площадь фактических пятен касания, которые определяются микрогеометрией поверхности и реологическими процессами пластической или упруговязкой деформации контактирующих тел. [c.80]

На примере эпоксидно-полиаминоамидного клея ВК-9 и других показано [29], что с повышением начальной температуры отверждения условно-равновесный модуль, а также Оотсл и Тсд возрастают. Это связано с ускорением конверсии реакционноспособных групп. Прогрев клея приводит также к снижению вязкости, что способствует лучшему растеканию клея по твердой поверхности и увеличению площади фактического контакта адгезива с субстратом. Это обеспечивает повышение адгезии. [c.117]

Покрытие имеет более высокие антифрикционные свойства, чем монолитные детали из того же полимера, так как уменьшение толщины полимерного слоя на металлическом основании детали способствует отводу тепла, выделяющегося при трении, снижает деформации под нагрузкой и набухаемость при поглощении влаги. Однако толщина покрытия менее 10 мкм делает его неспособным деформироваться и приспосабливаться к микро- и макрогеометрии контртела, что приводит к снижению площади фактического контакта и возрастанию коэффициента трения [108]. Критическое давление полиамидных покрытий при сухом трении составляет 20 кгс/см и 80—100 кгс/см при трении со смазкой. При этих давлениях происходит деструкция полимера и увеличивается коэффициент трения [106]. Антифрикционные свойства и условия применения полимерных покрытий приведены в табл. 96 [4]. [c.143]