тертя
- Різновиди сили тертя [ правити | правити код ]
- Характер фрикційного взаємодії [ правити | правити код ]
- Закон Амонтона - Кулона з урахуванням адгезії [ правити | правити код ]
- Тертя в механізмах і машинах [ правити | правити код ]
- Зчеплення з поверхнею [ правити | правити код ]
- Тертя всередині матеріалів [ правити | правити код ]
Матеріал з Вікіпедії - вільної енциклопедії
Поточна версія сторінки поки не перевіряв досвідченими учасниками і може значно відрізнятися від версії , Перевіреної 21 січня 2019; перевірки вимагають 2 правки . Поточна версія сторінки поки не перевіряв досвідченими учасниками і може значно відрізнятися від версії , Перевіреної 21 січня 2019; перевірки вимагають 2 правки .
Тертя - процес механічної взаємодії дотичних тіл при їх відносному зміщенні в площині торкання (зовнішнє тертя) або при відносному зсуві паралельних шарів рідини, газу або деформується твердого тіла (внутрішнє тертя, або в'язкість ). Далі в цій статті під тертям розуміється лише зовнішнє тертя. Вивченням процесів тертя займається розділ фізики , який називається механікою фрикційного взаємодії, або трибологов .
Тертя головним чином має електронну природу за умови, що речовина знаходиться в нормальному стані. В надпровідного стану далеко від критичної температури основним «джерелом» тертя є фонони , А коефіцієнт тертя може зменшитися в кілька разів [Посилання 1] .
Сила тертя - це сила, що виникає при зіткненні двох тіл і перешкоджає їх відносному руху. Причиною виникнення тертя є шорсткість поверхонь, що труться і взаємодія молекул цих поверхонь. Сила тертя залежить від матеріалу, що труться і від того, наскільки сильно ці поверхні притиснуті один до одного. У найпростіших моделях тертя ( закон Кулона для тертя ) Вважається, що сила тертя прямо пропорційна силі нормальної реакції між поверхнями, що труться. В цілому ж, в зв'язку зі складністю фізико-хімічних процесів, що протікають в зоні взаємодії тіл, що труться, процеси тертя принципово не піддаються опису за допомогою простих моделей класичної механіки .
Різновиди сили тертя [ правити | правити код ]
При наявності відносного руху двох контактуючих тіл сили тертя, що виникають при їх взаємодії, можна поділити на:
- тертя ковзання - сила, що виникає при поступальному переміщенні одного з контактуючих / взаємодіючих тіл відносно іншого і діюча на це тіло в напрямку, протилежному напрямку ковзання.
- тертя кочення - момент сил, що виникає при коченні одного з двох контактуючих / взаємодіючих тіл відносно іншого.
- тертя спокою - сила, що виникає між двома контактуючими тілами і перешкоджає виникненню відносного руху. Цю силу необхідно подолати для того, щоб привести два контактують тіла в рух один щодо одного. Виникає при мікропереміщення (наприклад, при деформації) контактуючих тіл. Вона діє в напрямку, протилежному напрямку можливого відносного руху.
- Тертя вертіння - момент сили , Що виникає між двома контактуючими тілами при обертанні одного з них щодо іншої і спрямований проти обертання. Визначається формулою: M = p N {\ displaystyle M = pN}
, Де N {\ displaystyle N}
- нормальний тиск, p {\ displaystyle p}
- коефіцієнт тертя вертіння, що має розмірність довжини [1] .
Характер фрикційного взаємодії [ правити | правити код ]
У фізиці взаємодія тертя прийнято розділяти на:
- сухе, коли взаємодіючі тверді тіла не розділені ніякими додатковими шарами / мастилами (в тому числі і твердими мастильними матеріалами) - дуже рідко зустрічається на практиці випадок, характерна відмітна риса сухого тертя - наявність значної сили тертя спокою;
- граничне, коли в області контакту можуть міститися шари і ділянки різної природи (окисні плівки, рідина і так далі) - найбільш поширений випадок при терті ковзання;
- змішане, коли область контакту містить ділянки сухого і рідинного тертя;
- рідинне (в'язке) , При взаємодії тіл, розділених шаром твердого тіла (порошком графіту ), рідини або газу ( мастила ) Різної товщини - як правило, зустрічається при терті кочення, коли тверді тіла занурені в рідину, величина в'язкого тертя характеризується в'язкістю середовища;
- еластогідродінаміческое ( в'язкопружну ), Коли вирішальне значення має внутрішнє тертя в мастильні матеріали, виникає при збільшенні відносних швидкостей переміщення.
Основною характеристикою тертя є коефіцієнт тертя μ {\ displaystyle \ mu} 
У найпростіших випадках сила тертя F {\ displaystyle F} 
| F | ⩽ μ N n o r m a l, {\ displaystyle | F | \ leqslant \ mu {N_ {normal}},} 
Закон Амонтона - Кулона з урахуванням адгезії [ правити | правити код ]
Для більшості пар матеріалів значення коефіцієнта тертя μ {\ displaystyle \ mu} 
μ = (F f r i c t i o n + F a d h e s i o n) / N n o r m a l {\ displaystyle \ mu = (F_ {friction} + F_ {adhesion}) / {N_ {normal}}} 
Тертя в механізмах і машинах [ правити | правити код ]
У більшості традиційних механізмів ( ДВС , Автомобілі, зубчасті шестерні та ін.) Тертя відіграє негативну роль, зменшуючи ККД механізму. Для зменшення сили тертя використовуються різні натуральні і синтетичні масла і мастила. В сучасних механізмах для цієї мети використовується також напилення покриттів ( тонких плівок ) На деталі. З мініатюризацією механізмів і створенням мікроелектромеханічних систем (МЕМС) і наноелектромеханічні систем (НЕМС) величина тертя в порівнянні з діючими в механізмі силами збільшується і стає досить значною (μ ⩾ 1) {\ displaystyle (\ mu \ geqslant 1)} 
Зчеплення з поверхнею [ правити | правити код ]
Наявність тертя забезпечує можливість переміщатися по поверхні. Так, при ходьбі саме за рахунок тертя відбувається зчеплення підошви з підлогою, в результаті чого відбувається відштовхування від статі і рух вперед. Точно так же забезпечується зчеплення коліс автомобіля (мотоцикла) з поверхнею дороги. Зокрема, для поліпшення цього зчеплення розробляються нові форми і спеціальні типи гуми для покришок , А на гоночні боліди встановлюються антикрила , Сильніше притискають машину до траси.
Тертя всередині матеріалів [ правити | правити код ]
- Зайцев А. К. Основи вчення про терті, знос і мастилі машин. Частина 1. Тертя в машинах. Теорія, розрахунок і конструкція підшипників і підп'ятників ковзання. Машгиз. М.-Л. - 1947. 256 с.
- Зайцев А. К. Основи вчення про терті, знос і мастилі машин. Частина 2. Знос матеріалів. Класифікація видів зносу, методів і машин для лабораторного випробування матеріалів на знос машини і виробничі на них дослідження. Машгиз. М.-Л. - 1947. 220 с.
- Зайцев А. К. Основи вчення про терті, знос і мастилі машин. Частина 3. Знос машин. Знос машин і деталей і способи боротьби з їх зносом. Машгиз. М.-Л. - 1947. 164 с.
- Зайцев А. К. Основи вчення про терті, знос і мастилі машин. Частина 4. Мастило машин. Машгиз. М.-Л. - 1948. 279 с.
- Archbutt L., Deeley RM Lubrication and Lubicants. London. - 1927
- Арчбютт Л., Ділей Р. М. Тертя, мастило та мастильні матеріали. Керівництво по теорії і практиці мастила і за методами випробування мастильних матеріалів. Госгоргеолнефтіздат. - Л. - 1934. - 703 с.
- Арчбютт Л., Ділей Р. М. Тертя, мастило та мастильні матеріали - 2-е изд., Перераб. і доп. - М.-Л .: Гостоптехіздат. - 1940. - 824 с.
- Дерягин Б. В. Що таке тертя? М .: Изд. АН СРСР, 1963.
- Крагельський І. В., Щедров В. С. Розвиток науки про терті. Сухе тертя. М .: Изд. АН СРСР, 1956.
- Фролов, К. В. (ред.) Сучасна трибология: Підсумки і перспективи. ЛКИ, 2008.
- Bowden FP, Tabor D. The Friction and Lubrication of Solids. Oxford University Press, 2001..
- Persson Bo NJ: Sliding Friction. Physical Principles and Applications. Springer, 2002.
- Popov VL Kontaktmechanik und Reibung. Ein Lehr- und Anwendungsbuch von der Nanotribologie bis zur numerischen Simulation , Springer 2009.
- Rabinowicz E. Friction and Wear of Materials. Wiley-Interscience, 1995.
- ↑ Зінов'єв В. А. Короткий технічний довідник. Том 1. - М .: Державне видавництво техніко-теоретичної літератури, 1949. - С. 296
- ↑ Friction theory and coefficients of friction for some common materials and materials combinations.