第一章 摩擦學(xué)基礎(chǔ)知識(摩擦表面)課件

1、 第一章第一章 摩擦學(xué)基礎(chǔ)知識摩擦學(xué)基礎(chǔ)知識 1 摩擦表面摩擦表面1.表面形貌組成表面形貌組成： 固體表面的微觀幾何形狀，即固體表面的微觀幾何形狀，即形狀公差、波形狀公差、波紋度和表面粗糙度紋度和表面粗糙度統(tǒng)稱為表面形貌。統(tǒng)稱為表面形貌。（1）表面形狀誤差：表面形狀誤差： 實(shí)際表面形狀與理想表面形狀的宏觀實(shí)際表面形狀與理想表面形狀的宏觀偏差，是一種偏差，是一種連續(xù)而不重復(fù)連續(xù)而不重復(fù)的形狀偏差。的形狀偏差。它是機(jī)床它是機(jī)床- - 工件工件- - 刀具系統(tǒng)的誤差和彈刀具系統(tǒng)的誤差和彈性變形等造成，如機(jī)床和刀具精度不夠、性變形等造成，如機(jī)床和刀具精度不夠、不正確的加工規(guī)范或溫度應(yīng)力等。表面不正確的

2、加工規(guī)范或溫度應(yīng)力等。表面形狀誤差的數(shù)值由形狀誤差的數(shù)值由最大偏差最大偏差表示，國家表示，國家標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn) GB1182GB11821184-80 1184-80 規(guī)定了形狀和規(guī)定了形狀和位置公差。位置公差。（2）表面波紋度：表面波紋度： 表面周期性重復(fù)出現(xiàn)的幾何形狀誤差，是表面周期性重復(fù)出現(xiàn)的幾何形狀誤差，是有規(guī)律、有規(guī)律、周期性、峰和谷的大小幾乎相等周期性、峰和谷的大小幾乎相等的表面宏觀誤差。的表面宏觀誤差。是由機(jī)床是由機(jī)床- 工件工件-刀具系統(tǒng)的振動和機(jī)床傳動件的刀具系統(tǒng)的振動和機(jī)床傳動件的缺陷引起的。它的存在對摩擦磨損是有害的，減缺陷引起的。它的存在對摩擦磨損是有害的，減少配合件的實(shí)際接觸

3、面積，導(dǎo)致真實(shí)接觸表面壓少配合件的實(shí)際接觸面積，導(dǎo)致真實(shí)接觸表面壓強(qiáng)增加，加快零件的磨損。強(qiáng)增加，加快零件的磨損。 波高波高 h h：波峰與波谷之距離。：波峰與波谷之距離。 波距波距 s s：相鄰波形對應(yīng)點(diǎn)距離。：相鄰波形對應(yīng)點(diǎn)距離。（3）表面粗糙度表面粗糙度(surface roughness)：是固體表面的基本形貌，是固體表面的基本形貌，又稱表面微觀粗糙度，波距小，約又稱表面微觀粗糙度，波距小，約 2800m，波高較低，波高較低 0.03400m，屬表面微觀幾何形狀誤差。主要與切屬表面微觀幾何形狀誤差。主要與切削加工方法、刀具的運(yùn)動軌跡、磨損削加工方法、刀具的運(yùn)動軌跡、磨損及工藝系統(tǒng)的高頻

4、振動有關(guān)。及工藝系統(tǒng)的高頻振動有關(guān)。GB1031-83 規(guī)定了表面粗糙度的參數(shù)規(guī)定了表面粗糙度的參數(shù)和數(shù)值。工程上通常采用表面粗糙度和數(shù)值。工程上通常采用表面粗糙度表征表面的形貌參數(shù)。表征表面的形貌參數(shù)。n表面粗糙度的特征：表面粗糙度的特征：n1.1.變化規(guī)律：變化規(guī)律：呈現(xiàn)某種規(guī)律性變化或?yàn)槌尸F(xiàn)某種規(guī)律性變化或?yàn)闊o規(guī)律的隨機(jī)變化特征。如車削、鉆孔無規(guī)律的隨機(jī)變化特征。如車削、鉆孔或刨削等工藝加工的表面微凹凸體分布或刨削等工藝加工的表面微凹凸體分布往往具有一定的規(guī)律和方向性；磨削、往往具有一定的規(guī)律和方向性；磨削、研磨或拋光等精加工表面則為無規(guī)律的研磨或拋光等精加工表面則為無規(guī)律的隨機(jī)分布特征

5、。隨機(jī)分布特征。n2.2.與摩擦磨損關(guān)系密切：與摩擦磨損關(guān)系密切：表面粗糙度的表面粗糙度的特征對接觸表面的壓力分布、接觸變形特征對接觸表面的壓力分布、接觸變形程度、分子吸引力的大小、以及摩擦阻程度、分子吸引力的大小、以及摩擦阻力和摩擦成因等有決定性的影響。力和摩擦成因等有決定性的影響。2. 2. 表面粗糙度的評定參數(shù)表面粗糙度的評定參數(shù) z z 為輪廓上各點(diǎn)的高度，為輪廓上各點(diǎn)的高度，m-m m-m 為輪廓中線，為輪廓中線，L L 為取樣長度，為取樣長度，h h 為峰或谷距任一平行于中線的為峰或谷距任一平行于中線的基線距離?；€距離。（1 1）輪廓算術(shù)平均偏差輪廓算術(shù)平均偏差RaRa( (Ar

6、ithmetic average Arithmetic average roughnessroughness) )輪廓上各點(diǎn)高度在測量長度范圍內(nèi)的輪廓上各點(diǎn)高度在測量長度范圍內(nèi)的算術(shù)平均值，數(shù)學(xué)表達(dá)式：算術(shù)平均值，數(shù)學(xué)表達(dá)式： 概率統(tǒng)計(jì)表達(dá)式：概率統(tǒng)計(jì)表達(dá)式： zi 以中線為起點(diǎn)度量出的輪廓高度；以中線為起點(diǎn)度量出的輪廓高度； n 標(biāo)準(zhǔn)長度內(nèi)測量的次數(shù)；標(biāo)準(zhǔn)長度內(nèi)測量的次數(shù)； (x) 輪廓圖形的分布函數(shù)。輪廓圖形的分布函數(shù)。算術(shù)平均偏差算術(shù)平均偏差RaRa反映了取樣長度范圍內(nèi)輪廓隨機(jī)反映了取樣長度范圍內(nèi)輪廓隨機(jī)分布高度偏離概率分布中心的絕對平均情況，不能分布高度偏離概率分布中心的絕對平均情況，

7、不能真實(shí)反映出表面輪廓的離散性和波動性，但由于其真實(shí)反映出表面輪廓的離散性和波動性，但由于其定義與測量儀表讀數(shù)設(shè)計(jì)原理一致，作為衡量表面定義與測量儀表讀數(shù)設(shè)計(jì)原理一致，作為衡量表面粗糙度的主要參數(shù)，被廣泛采用。粗糙度的主要參數(shù)，被廣泛采用。（2）輪廓均方根偏差）輪廓均方根偏差 Rq：輪廓圖形上各點(diǎn)和中線輪廓圖形上各點(diǎn)和中線之間距離平方和平均值的平方根。均方根偏差比之間距離平方和平均值的平方根。均方根偏差比算術(shù)平均偏差優(yōu)越，在理論上普遍采用。算術(shù)平均偏差優(yōu)越，在理論上普遍采用。（3）微觀不平度十點(diǎn)平均高度）微觀不平度十點(diǎn)平均高度Rz：在取樣長度范圍在取樣長度范圍內(nèi)以平行輪廓中線的任一條直線為基準(zhǔn)

8、，測量輪內(nèi)以平行輪廓中線的任一條直線為基準(zhǔn)，測量輪廓上五點(diǎn)最高的凸峰和五點(diǎn)最低的凹谷之間的算廓上五點(diǎn)最高的凸峰和五點(diǎn)最低的凹谷之間的算術(shù)平均距離，術(shù)平均距離，h hpipi第第i i個(gè)最高的輪廓峰高，個(gè)最高的輪廓峰高，h hvivi第第i i個(gè)個(gè)最低的輪廓峰高。這一參數(shù)對表面輪廓的評定，最低的輪廓峰高。這一參數(shù)對表面輪廓的評定，在測量時(shí)易受人為因素的影響，不能穩(wěn)定反映出在測量時(shí)易受人為因素的影響，不能穩(wěn)定反映出表面的幾何特征。表面的幾何特征。 (4) 中線截距平均值中線截距平均值 Sm：取樣長度范圍內(nèi)，取樣長度范圍內(nèi)，表面輪廓曲線與中線交點(diǎn)各波形之間距離的算術(shù)表面輪廓曲線與中線交點(diǎn)各波形之間距

9、離的算術(shù)平均值。該參數(shù)反應(yīng)了表面不規(guī)則起伏的波長或平均值。該參數(shù)反應(yīng)了表面不規(guī)則起伏的波長或間距以及粗糙峰的疏密程度。間距以及粗糙峰的疏密程度。（5）支承面曲線：）支承面曲線：即能表示粗糙表面的微凸體高即能表示粗糙表面的微凸體高度分布，也能反映摩擦表面磨損到一定程度時(shí)支承度分布，也能反映摩擦表面磨損到一定程度時(shí)支承面積的大小。主要用于計(jì)算實(shí)際接觸面積，一般用面積的大小。主要用于計(jì)算實(shí)際接觸面積，一般用二維作圖法求支承面曲線。二維作圖法求支承面曲線。（1）以通過最高峰頂點(diǎn)的直線為零位線，在標(biāo)準(zhǔn)長）以通過最高峰頂點(diǎn)的直線為零位線，在標(biāo)準(zhǔn)長度度L的輪廓曲線上，作與中線平行的一系列直線，的輪廓曲線上，

10、作與中線平行的一系列直線，如如h1、h2、h3.（2）將各平行線截取輪廓圖形中微凸體的長度相加，）將各平行線截取輪廓圖形中微凸體的長度相加，畫在輪廓圖右側(cè)，直到輪廓圖形的最低點(diǎn)為止，連畫在輪廓圖右側(cè)，直到輪廓圖形的最低點(diǎn)為止，連接圖中各點(diǎn)，即得到支承面曲線。接圖中各點(diǎn)，即得到支承面曲線。（3）描述參數(shù)（）描述參數(shù)（GB3505-83)： 相對支承長度率：相對支承長度率： 支承面積支承面積： Ax離峰頂離峰頂h處面積處面積 Ao離峰頂最大高度面積離峰頂最大高度面積（4）按支承面積的大小將輪廓圖形分三個(gè)高度層：支承面積?。┌粗С忻娣e的大小將輪廓圖形分三個(gè)高度層：支承面積小于于25%的部分稱為波峰，

11、為最高層；在的部分稱為波峰，為最高層；在25%75%之間部分稱之間部分稱為波中，為中間層；大于為波中，為中間層；大于75%部分為波谷，最低層。部分為波谷，最低層。（5）評定摩擦表面的接觸和表面磨合）評定摩擦表面的接觸和表面磨合:(a)圖中，支撐面曲線在圖中，支撐面曲線在微凸體頂部處的斜率較大，曲線較陡，這種表面組成的摩擦微凸體頂部處的斜率較大，曲線較陡，這種表面組成的摩擦副，接觸面積小，耐磨性差。副，接觸面積小，耐磨性差。(b)圖中的支撐面曲線在微凸體圖中的支撐面曲線在微凸體頂部處的斜率較小，曲線較平緩，這種表面組成的摩擦副，頂部處的斜率較小，曲線較平緩，這種表面組成的摩擦副，接觸面積較大，耐

12、磨性能較好。接觸面積較大，耐磨性能較好。3 表面形貌統(tǒng)計(jì)學(xué)特性表面形貌統(tǒng)計(jì)學(xué)特性 切削加工的金屬表面形貌包含了周期變化和隨切削加工的金屬表面形貌包含了周期變化和隨 即變化兩個(gè)部分，單一形貌參數(shù)不能夠描述復(fù)即變化兩個(gè)部分，單一形貌參數(shù)不能夠描述復(fù) 雜的表面形貌，采用形貌統(tǒng)計(jì)參數(shù)能反映更多雜的表面形貌，采用形貌統(tǒng)計(jì)參數(shù)能反映更多 的表面形貌信息。的表面形貌信息。 （1).1).輪廓高度分布函數(shù)：輪廓高度分布函數(shù)：切削加工表面的輪廓切削加工表面的輪廓高高 度接近于正態(tài)分布（度接近于正態(tài)分布（GaussGauss分布）：分布）： 為粗糙度的均方值，正態(tài)分布中稱標(biāo)準(zhǔn)偏差，為粗糙度的均方值，正態(tài)分布中稱標(biāo)

13、準(zhǔn)偏差， 2 2為方差。相關(guān)參數(shù)定義為：為方差。相關(guān)參數(shù)定義為：(2). 分布曲線的數(shù)字特征分布曲線的數(shù)字特征(矩）：矩）：（1 1）一次矩算術(shù)平均值：一次矩算術(shù)平均值： 確定中線位置。確定中線位置。（2 2）二次矩二次矩- -均方偏差：均方偏差： 衡量高度分布的離散性。衡量高度分布的離散性。（3）三次矩三次矩-偏態(tài)偏態(tài) S：分布曲線偏離對稱位置的分布曲線偏離對稱位置的指標(biāo)，正態(tài)分布曲線指標(biāo)，正態(tài)分布曲線 S = 0，非正態(tài)分布可正，非正態(tài)分布可正可負(fù)?？韶?fù)。（4）四次矩四次矩-峰態(tài)峰態(tài)K：分布曲線的陡峭度。正態(tài)分布曲線的陡峭度。正態(tài)K =3，K3概概率集中，凸峰較尖銳。率集中，凸峰較尖銳。(

14、3). 自相關(guān)函數(shù)自相關(guān)函數(shù)R(l)： 反映了相鄰輪廓的關(guān)系和輪廓曲線的變化趨勢。反映了相鄰輪廓的關(guān)系和輪廓曲線的變化趨勢。對于任一條輪廓曲線，自相關(guān)函數(shù)是各點(diǎn)的輪廓對于任一條輪廓曲線，自相關(guān)函數(shù)是各點(diǎn)的輪廓高度與該點(diǎn)相距一定間隔處的輪廓高度乘積的數(shù)高度與該點(diǎn)相距一定間隔處的輪廓高度乘積的數(shù)學(xué)期望，即學(xué)期望，即 離散函數(shù)：離散函數(shù)：測量長度內(nèi)測量點(diǎn)測量長度內(nèi)測量點(diǎn)n n，高度值，高度值x xi i，則，則 連續(xù)函數(shù)連續(xù)函數(shù)的輪廓曲線為積分形式：的輪廓曲線為積分形式：4 表面形貌的測量表面形貌的測量n1. 1. 光學(xué)法：光學(xué)法：n光學(xué)顯微鏡，適用于測量較規(guī)則表面的光學(xué)顯微鏡，適用于測量較規(guī)則表面

15、的SmSm值。值。包括光切法和干涉法。包括光切法和干涉法。n2. 2. 電子顯微鏡：電子顯微鏡：n適用于評定不均勻表面的粗糙度。適用于評定不均勻表面的粗糙度。n3. 3. 截面法：截面法：n直接將輪廓表面切開進(jìn)行表面幾何形狀的觀察。直接將輪廓表面切開進(jìn)行表面幾何形狀的觀察。n4. 4. 流量法：流量法：n當(dāng)流體從測量儀器與被測表面之間的縫隙流過當(dāng)流體從測量儀器與被測表面之間的縫隙流過時(shí)，如果控制流體壓力并測出一定量流體經(jīng)過時(shí)，如果控制流體壓力并測出一定量流體經(jīng)過縫隙的時(shí)間，根據(jù)流體力學(xué)原理，就可以推算縫隙的時(shí)間，根據(jù)流體力學(xué)原理，就可以推算出表面的當(dāng)量粗糙度。根據(jù)表面粗糙度的程度出表面的當(dāng)量粗

16、糙度。根據(jù)表面粗糙度的程度不同，使用的流體有氣體和液體兩種。不同，使用的流體有氣體和液體兩種。n5. 5. 針描法：針描法：n利用儀器的觸針與被測表面相接觸，并使觸針利用儀器的觸針與被測表面相接觸，并使觸針等速的沿表面輪廓移動以描述出輪廓的圖形。等速的沿表面輪廓移動以描述出輪廓的圖形。最常使用的是表面輪廓儀。最常使用的是表面輪廓儀。 5.表面化學(xué)性質(zhì)：表面化學(xué)性質(zhì)： 金屬零件在加工過程中，表面材料發(fā)生金屬零件在加工過程中，表面材料發(fā)生變形，位錯(cuò)密度增加，具有較高的能量變形，位錯(cuò)密度增加，具有較高的能量, , 表面原子處于不飽和或非穩(wěn)定態(tài)，空氣表面原子處于不飽和或非穩(wěn)定態(tài)，空氣中的氣體分子或潤滑

17、油分子與金屬表面中的氣體分子或潤滑油分子與金屬表面發(fā)生作用，形成吸附層。這種吸附層隔發(fā)生作用，形成吸附層。這種吸附層隔開了相對運(yùn)動的表面，減少了表面直接開了相對運(yùn)動的表面，減少了表面直接接觸，起到減小摩擦、減輕磨損的作用。接觸，起到減小摩擦、減輕磨損的作用。（1）物理吸附：物理吸附：當(dāng)氣體或液體與金屬表當(dāng)氣體或液體與金屬表面接觸時(shí)，分子或原子相互吸引而產(chǎn)生面接觸時(shí)，分子或原子相互吸引而產(chǎn)生的吸附。物理吸附是靠范德華力，吸附的吸附。物理吸附是靠范德華力，吸附能較弱，小于能較弱，小于104J/mol。對溫度敏感，。對溫度敏感，吸附層薄，熱量可使分子脫吸。吸附層薄，熱量可使分子脫吸。（2）化學(xué)吸附：

18、化學(xué)吸附：吸附物與固體表面之間吸附物與固體表面之間發(fā)生電子交換或存在共用電子對，形成發(fā)生電子交換或存在共用電子對，形成化學(xué)鍵結(jié)合。吸附膜牢固，吸附能大，化學(xué)鍵結(jié)合。吸附膜牢固，吸附能大，超過超過104J/mol。由于化學(xué)鍵力的作用范。由于化學(xué)鍵力的作用范圍多在單分子層，化學(xué)吸附基本為單分圍多在單分子層，化學(xué)吸附基本為單分子層。其減磨作用好于物理吸附層。子層。其減磨作用好于物理吸附層。（3）氧化：氧化： 加工后的金屬表面化學(xué)活性大，容易加工后的金屬表面化學(xué)活性大，容易氧化生成氧化膜，如鐵表面的氧化膜氧化生成氧化膜，如鐵表面的氧化膜從基體內(nèi)層到外層的氧化物依次為：從基體內(nèi)層到外層的氧化物依次為：

19、FeO-FeFeO-Fe3 3O O4 4-Fe-Fe2 2O O3 3 * * *氧化膜對表面的保護(hù)作用取決于氧氧化膜對表面的保護(hù)作用取決于氧化膜的結(jié)構(gòu)和厚度?；さ慕Y(jié)構(gòu)和厚度。 較薄的氧化膜結(jié)合強(qiáng)度高，能阻止黏著。較薄的氧化膜結(jié)合強(qiáng)度高，能阻止黏著。 FeOFeO和和FeFe3 3O O4 4的保護(hù)作用較好，的保護(hù)作用較好，F(xiàn)eFe2 2O O3 3脆性脆性大易被磨掉成磨粒，加劇磨損。大易被磨掉成磨粒，加劇磨損。鐵氧化形鐵氧化形成氧化膜成氧化膜6.金屬表層的組成金屬表層的組成:加工后的表面金屬表面組成是復(fù)雜的，微加工后的表面金屬表面組成是復(fù)雜的，微觀是凹凸不平的微凸體，而且與環(huán)境介質(zhì)觀是凹

20、凸不平的微凸體，而且與環(huán)境介質(zhì)發(fā)生相互作用。大致分為發(fā)生相互作用。大致分為5 5個(gè)部分。個(gè)部分。污染層：污染層：油污、灰塵油污、灰塵吸附層：吸附層：液體、氣體液體、氣體氧化層：氧化層：大氣中氧大氣中氧 金屬表面組成貝氏層：貝氏層：加工中表面熔化和表面分子層流加工中表面熔化和表面分子層流 動產(chǎn)生的微晶層。動產(chǎn)生的微晶層。變形層：變形層：機(jī)加工過程中形成的變質(zhì)層。機(jī)加工過程中形成的變質(zhì)層。金屬表面組成n吸附膜：表面的潔凈程度較高時(shí)，極易將周圍介質(zhì)的分子吸附膜：表面的潔凈程度較高時(shí)，極易將周圍介質(zhì)的分子吸附到表面上形成吸附膜。吸附到表面上形成吸附膜。 物理吸附膜物理吸附膜：如果是靠范德華力鍵合在表面

21、上的稱物理吸：如果是靠范德華力鍵合在表面上的稱物理吸附膜。吸附的量是吸附物的分壓（當(dāng)吸附分子為氣體時(shí)）附膜。吸附的量是吸附物的分壓（當(dāng)吸附分子為氣體時(shí)）或吸附物濃度（當(dāng)吸附物為液體）和絕對溫度的函數(shù)?；蛭轿餄舛龋ó?dāng)吸附物為液體）和絕對溫度的函數(shù)。 ns=f（p,T） ns=f（c,T） 式中：式中：ns為吸附量；為吸附量；p為吸附氣體分壓；為吸附氣體分壓；c為吸附液為吸附液體濃度；體濃度；T為絕對溫度。為絕對溫度。吸附熱值低，可逆，單層或多層分子，可在任何表吸附熱值低，可逆，單層或多層分子，可在任何表面形成面形成7. 7.表面膜表面膜n化學(xué)吸附膜化學(xué)吸附膜：吸附分子與固體表面發(fā)生電：吸附分子

22、與固體表面發(fā)生電子交換時(shí)（即改變了吸附層分子的電子分子交換時(shí)（即改變了吸附層分子的電子分布），吸附分子與固體表面的作用是化學(xué)布），吸附分子與固體表面的作用是化學(xué)鍵結(jié)合，稱化學(xué)吸附膜。鍵結(jié)合，稱化學(xué)吸附膜。吸附熱值高，單吸附熱值高，單分子層，有一定選擇性。分子層，有一定選擇性。n反應(yīng)膜：極壓添加劑（反應(yīng)膜：極壓添加劑（EP劑），劑），S，P，Cl等極性有機(jī)化合物。等極性有機(jī)化合物。復(fù)合添加劑復(fù)合添加劑 n表面氧化膜表面氧化膜1.接觸的本質(zhì)：接觸的本質(zhì)：兩個(gè)粗糙表面在載荷作用下相互接觸時(shí)，兩個(gè)粗糙表面在載荷作用下相互接觸時(shí)，最先是兩表面上一些較高的微凸體發(fā)生接觸，這些不連續(xù)最先是兩表面上一些較高的

23、微凸體發(fā)生接觸，這些不連續(xù)的微小接觸點(diǎn)的變形構(gòu)成了真實(shí)的的微小接觸點(diǎn)的變形構(gòu)成了真實(shí)的接觸面積。接觸面積。隨著載荷的隨著載荷的的增加，其它次高微凸體也逐漸發(fā)生接觸。的增加，其它次高微凸體也逐漸發(fā)生接觸。2.接觸表面的相互作用：接觸表面的相互作用： （1）分子相互作用，即粘著分子相互作用，即粘著:接觸只在少數(shù)較高微凸體上產(chǎn)接觸只在少數(shù)較高微凸體上產(chǎn)生，實(shí)際接觸面積很小，接觸點(diǎn)上的應(yīng)力很大，在接觸點(diǎn)生，實(shí)際接觸面積很小，接觸點(diǎn)上的應(yīng)力很大，在接觸點(diǎn)處發(fā)生塑性流動、粘著或冷焊。金屬間的焊合性能將摩擦處發(fā)生塑性流動、粘著或冷焊。金屬間的焊合性能將摩擦副分副分3類：完全焊合類：完全焊合(Pb-Cu,Al

24、-Cu)、部分焊合、部分焊合(Zn-Fe,Al-Fe)和和有限焊合有限焊合(Mg-Fe,Ag-Fe)摩擦副。摩擦副。 (2) 機(jī)械相互作用：機(jī)械相互作用：材料不發(fā)生粘著而是產(chǎn)生一定的變形材料不發(fā)生粘著而是產(chǎn)生一定的變形和位移以適應(yīng)相對運(yùn)動。和位移以適應(yīng)相對運(yùn)動。8 固體表面的接觸固體表面的接觸3.接觸面積接觸面積名義接觸面積名義接觸面積An： 接觸表面的宏觀面積，由接觸物體的外部接觸表面的宏觀面積，由接觸物體的外部尺寸尺寸決定。決定。(2)輪廓接觸面積輪廓接觸面積Ap： 接觸表面被壓扁部分形成的面積，即在波紋度接觸表面被壓扁部分形成的面積，即在波紋度的波峰上形成的接觸面積。是一種假設(shè)接觸面積，

25、的波峰上形成的接觸面積。是一種假設(shè)接觸面積，大小與載荷和表面幾何形狀有關(guān)，約占名義接觸面大小與載荷和表面幾何形狀有關(guān)，約占名義接觸面積的積的515%。(3) 實(shí)際接觸面積實(shí)際接觸面積Ar： 物體真實(shí)接觸面積的總和，兩接觸物體通過表物體真實(shí)接觸面積的總和，兩接觸物體通過表面微凸體直接傳遞界面相互作用，發(fā)生變形而產(chǎn)生面微凸體直接傳遞界面相互作用，發(fā)生變形而產(chǎn)生的微接觸面積之和。為名義接觸面積的的微接觸面積之和。為名義接觸面積的0.010.1 %，黑點(diǎn)表示的接觸面積。，黑點(diǎn)表示的接觸面積。實(shí)際接觸面積的部分特性：實(shí)際接觸面積的部分特性：n（1 1）由于表面粗糙度具有離散性，其接由于表面粗糙度具有離散

26、性，其接觸也同樣具有離散性。觸也同樣具有離散性。n（2 2）實(shí)際接觸點(diǎn)是由塑性變形和彈性變實(shí)際接觸點(diǎn)是由塑性變形和彈性變形共同作用的結(jié)果。形共同作用的結(jié)果。n（3 3）實(shí)際接觸面積隨載荷的增大而增大，實(shí)際接觸面積隨載荷的增大而增大，接觸點(diǎn)處的平均面積幾乎保持不變。接觸點(diǎn)處的平均面積幾乎保持不變。n（4 4）實(shí)際接觸面積的增加主要是由于接實(shí)際接觸面積的增加主要是由于接觸點(diǎn)數(shù)的增加。觸點(diǎn)數(shù)的增加。*對于塑性接觸狀態(tài)，實(shí)際接觸面積與載對于塑性接觸狀態(tài)，實(shí)際接觸面積與載荷成正比。荷成正比。* * *通常認(rèn)為實(shí)際接觸面積與載荷保持線性通常認(rèn)為實(shí)際接觸面積與載荷保持線性關(guān)系，從理想粗糙表面模型分析表明，關(guān)系，從理想粗糙表面模型分析表明，只有塑性狀態(tài)這一關(guān)系才成立，而彈性只有塑性狀態(tài)這一關(guān)系才成立，而彈性接觸為非線性關(guān)系。原因在于理想粗糙接觸為非線性關(guān)系。原因在于理想粗糙表面模型過于簡化。表面模型過于簡化。（4 4）實(shí)際粗糙表面的接觸）實(shí)際粗糙表面的接觸n實(shí)際表面的粗糙峰高度是按概率密度函數(shù)分布的，實(shí)際