古典摩擦定律綜述

1、古典摩擦定律摘要：簡要介紹了古典摩擦定律的發(fā)展，說明了定律的內(nèi)容和對每條規(guī)律適應(yīng)實際的情況分析。關(guān)鍵詞：摩擦力，載荷，運動速度，1古典摩擦定律的發(fā)展人們對摩擦現(xiàn)象的研究比實際應(yīng)用要晚得多。最初的研究是在15世紀意大利的文藝復(fù)興時代。1508年意大利科學(xué)家達芬奇首先對固體摩擦進行了研究，他第一個提出：物體剛要滑動時，便產(chǎn)生叫做摩擦力的阻力。并指出，摩擦力與物體的重量成正比，與法向接觸面積無關(guān)。1699年法國工程師阿蒙頓進行了摩擦試驗，并建立了摩擦的基本公式。隨后在1785年法國科學(xué)家?guī)靵鲆策M行了相同的試驗，完成了今天的阿蒙頓一庫倫摩擦定律，一般稱它為古典摩擦定律，綜述如下：（1）摩擦力與作用于摩

2、擦面間的法向載荷成正比，即F二AL式中F-摩擦力；L-法向載荷卩摩擦系數(shù)摩擦系數(shù)是評定摩擦性能的重要參數(shù)。此公式通常稱為庫侖定律。（2）摩擦力的大小與名義接觸面積無關(guān)。（3）靜摩擦力大于動摩擦力。（4）摩擦力的大小與滑動速度無關(guān)。（5）摩接力的方向總是與接觸表面問的相對運動速度的方向相反。古典摩擦定律是實驗中總結(jié)出的規(guī)律，它揭示了摩擦的性質(zhì)。幾百年來，它被認為是合理的，并廣泛地應(yīng)用于工程計算中。但是，近代對摩擦的深入研究，發(fā)現(xiàn)上述定律與實際情況有許多不符的地方。2古典摩擦定律的分析2.1古典摩擦定律中參數(shù)的分析實踐證明，古典摩擦定律適合于一般的工程實際，但又存在一定的局限性和不確切性；現(xiàn)對古典

3、摩擦定律中某些參數(shù)進行以下討論。2.1.1摩擦系數(shù)在古典摩擦定律中，摩擦系數(shù)是一個常數(shù)。但通過更多的試驗指出，僅在一定的周圍環(huán)境下，對于一定的材質(zhì)的摩擦來說，摩擦系數(shù)才是一個常數(shù)，不同材質(zhì)的金屬摩擦系數(shù)是不同的。因此，摩擦系數(shù)不是材料固有的特性，而是材料和環(huán)境條件的綜合特性5。2.1.2接觸面積在古典摩擦理論中，摩擦力的大小與接觸物體間的名義接觸面積的大小無關(guān)，對于金屬材科來說，由于表面粗糙度的存在，故只在很小的接觸區(qū)域內(nèi)才有真正的接觸，可以說摩擦力的大小與名義接觸面積無關(guān)。試驗表明，實際接觸面積與摩擦系數(shù)有關(guān)，隨著實際接觸面積的增加，摩擦系數(shù)增大，摩擦力亦增大。例如，對于光滑表面，摩擦力將由

4、于表面光滑，隨實際接觸面積的增大而增大，對于很潔凈、很光滑的表面，由于在接觸表面之間出現(xiàn)強烈的分子吸引力，摩擦力將與實際接觸面積成正比，并且和表面的外形尺寸無關(guān)。2.1.3滑動速度實踐表明，對于許多材料來說，摩擦系數(shù)與滑動速度有關(guān)。各種材料不但隨著滑動速度的增加其摩擦系數(shù)降低，而在不同的單位載荷下，滑動速度和摩擦系數(shù)的關(guān)系也有所不同；古典摩擦定律之所以得出“摩擦力與滑動速度無關(guān)”的觀點，這是由于處在15至18世紀還沒有出現(xiàn)現(xiàn)代的高速機器，只有風(fēng)力和水力可供利用，故當時的速度還非常低札2.2古典摩擦定律的適應(yīng)分析第一條當法向壓力不大時，對于普通材料，摩擦力與法向載荷成正比，即摩擦系數(shù)為常數(shù)。但實

5、際上，摩擦系數(shù)不僅與摩擦副的材料性質(zhì)有關(guān)，而且還與其它許多因素有關(guān)，如表面溫度、光潔度和表面污染情況等。摩擦系數(shù)實際上是與材料和環(huán)境條件有關(guān)的一個綜合特性系數(shù)。當壓力較大時，對于某些極硬材料（如鉆石）或軟材料（如聚四氯乙烯）摩擦力與法向載荷不呈線性比例關(guān)系。第二條對于有一定屈服點的材料（如金屬材料）才能成立。而對于彈性材料（如橡膠）或粘彈性材料（如某些聚合物），摩擦力與名義接觸面積的大小則存在著某種關(guān)系。對于很潔凈、很光滑的表面，或承受載荷很大時，由于在接觸面間出現(xiàn)強烈的分子吸引力，故摩擦力與名義接觸面積成正比。第三條對于粘彈性材料都不通用。粘彈性材料的靜摩擦系數(shù)不一定大于動摩擦系數(shù)刀。參考文獻1 溫景林主編金屬材料成型摩擦學(xué)M.冶金工業(yè)出版社，2000.04.第一版2 葉茂.金屬塑性加工中摩擦潤滑原理及應(yīng)用北京:冶金工業(yè)出版社，1990.13 姚若浩金屬壓力加工的摩擦與潤滑北京:冶金工業(yè)出版社，1990.44 余俊等，摩擦學(xué)，湖南科學(xué)技術(shù)出版.84年版5 戴雄杰