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摩擦磨损与润滑课件第一章 绪论.ppt

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摩擦磨损与润滑课件第一章 绪论.ppt
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第一章 绪论 摩擦、磨损和润滑是一个古老的课题,特别是工业革命以后,机器的大量使用对其产生了迫切需求,使其研究和发展进入了一个新的时期。1966年英国的乔斯特(H.Perer.Jost)先生在其著名的报告—“A Report on the Present and Industry‘s Needs”中提出了“摩擦学(Tribology)”这一名词:“相互作用、相对运动表面副的科学及有关技术”,标志着该领域研究的系统化和革命化进展。摩擦学研究的理论和实践包括设计和计算、润滑材料和润滑方法,摩擦材料和表面状态以及摩擦故障诊断、监测和预报等。世界上使用的能源大约有1/3~1/2消耗于摩擦。,第一节 摩擦学定义、简史及其研究内容一、定义:摩擦学的一般定义是:“关于相对运动中相互作用表面的 科学、技术及有关的实践”。通常也理解为包括摩擦、磨损和 润滑在内的一门跨学科的科学。,第一节 摩擦学定义、简史及其研究内容一、定义:摩擦学的一般定义是:“关于相对运动中相互作用表面的科学、技术及有关的实践”。通常也理解为包括摩擦、磨损和润滑在内的一门跨学科的科学。二、简史人类很早就对摩擦现象有了认识并加以利用,许多早期的文献里,都有把摩擦的影响减至最小的多种尝试的记载.2000多年前的亚里士多德就已经提到摩擦力的概念。但是真正对摩擦进行定量的研究,则始于15世纪的文艺复兴时期。500多年的漫长而曲折的历史大致可划分为四个时期来讨论。,二、简史1、直到15世纪意大利的L.达·芬奇(法国阿蒙顿1699有同样的发现)才开始摩擦学的理论研究。人类对摩擦现象早有认识,如史前人类已知钻木取火。中国在春秋时期已经普遍地应用动物脂肪来润滑车轴。用矿物油作润滑剂最早见于中国西晋张华所著《博物志》。 2、1750年欧拉用ų引入静摩擦概念,1785年法国的C.A.de库仑继前人的研究,用机械啮合概念解释于摩擦,提出摩擦理论,并对静摩擦与动摩擦给出区别。后来又有人提出分子吸引理论和静电力学理论。 3、1935年,英国的F.P.鲍登等人开始用材料粘着概念研究干摩擦 。1950年,鲍登提出粘着理论。 4、1886年,英国的雷诺继前人观察到的流体动压现象,总结出流体动压润滑理论。20世纪50年代普遍应用电子计算机以后,线接触弹性流体动压润滑理论有所突破。60年代在相继研制出各种表面分析仪的基础上 ,磨损研究得以迅速开展。至此综合研究摩擦、润滑和磨损相互关系的条件已初步具备,并逐渐形成摩擦学这一新学科。,1785年库仑对摩擦的解释,库仑对摩擦的解释如图他在1785年用凹凸面说明摩擦面之间的接触,但是他也承认分子力的存在。,,库仑测滑动摩擦力的装置,,雷尼研究摩擦与压力的实验装置,库仑研究滚动摩擦的装置,库仑测静摩擦的装置,达芬奇手稿中的一页, 描述他对摩擦的研究,阿孟顿的摩擦实验装置,.1508年,达芬奇(1452—1519)使用石头和木头开始了对固体摩擦的实验研究,测量了水平和斜面上物体间的摩擦力,测量了半圆形槽与滚筒间的摩擦,进行了表面接触面积对摩擦阻力影响的实验研究,发现了等重物体之间的摩擦力与接触面积无关的重要结论。达芬奇首先引入了摩擦系数的概念.他将该系数定义为摩擦力和垂物体所具有的摩擦阻力等于自身重量的四分之一.”当时他使用的材料大多为硬木或铁与硬木的组合,他的结论对于这些材料来说还是比较符合实际的.达芬奇还研究了摩擦面间有润滑油和其它介质时对摩擦的影响.他认为“所有东西,不管它如何薄,当它放入两个互相摩擦的物体之间时,摩擦都会减少.”,一、达芬奇的早期研究时期,进入16世纪后,由于水力和风力能源的广泛应用,机器大量增加.特别是磨的发展,大大推进了对摩擦的研究.许多科学家进行了各种各样的摩擦实验,其中最有成就者当推法国实验物理学家阿蒙顿(1663—1705)。作为一个永动机的积极倡导者,他通过多次实验后,于1699年12月19日向皇家科学院提交了一分经典论文。在文中提出了摩擦力的经典规律,这就是后来人们所熟知的阿蒙顿定律。①静摩擦定律:两接触物体间的最大静摩擦力,跟接触面上的正压力成正比,并与接触面的性质及状态有关;但与接触面的面积及形状无关。即:f静=μ0·N。②滑动摩擦定律:滑动摩擦力跟摩擦物体接触面上的正压力成正比,跟外表的接触面积无关.即:f滑=μ·N。,二、阿蒙顿的进一步研究时期,进入18世纪,机器的大量使用,使得机械的效率和耐磨问题成为了一大难题。为此,巴黎科学院于1781年以“摩擦定律和绳的倔强性”为题,进行了一次有奖竞赛。库仑(1736—1806)研究总结了达芬奇和阿蒙顿的实验和理论之后,又进一步做了大量的实验。最终以《简单的机械理论》为题的论文赢得了这次竞赛的优胜奖,提出了他的摩擦理论——库仑摩擦定律。①库仑摩擦第一定律:摩擦力跟作用在摩擦面上的正压力成
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