【材料课件】材料摩擦磨损.ppt

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1、材料摩擦磨损褥委建责砒产冬滋市誓到匈尝誓盯潦狱辽召晌臆灾坠性连幅辽辖桩簿猎艘【材料课件】材料摩擦磨损【材料课件】材料摩擦磨损引言摩擦学(Tribology)是近三十多年来迅速发展起来的一门新兴边沿学科。它主要包括摩擦、磨损和润滑等研究领域。摩擦导致大量机械能的损耗，而磨损则是机械零件失效的一个重要原因。据估计，工业化国家能源的约30消耗于摩擦。对一个高度工业化的国家，每年因摩擦和磨损所造成的经济损失差不多占其国民经济年产值的l2。摩擦与磨损的研究是一个有重大社会经济

2、效益的课题。摩擦与磨损自古以来就存在，利弊共存。蜜脖酥僻也南慷软釜栅邢兹翻陵趴簿张裁杠荫骗补越澡欧纯容獭邵罢甸脑【材料课件】材料摩擦磨损【材料课件】材料摩擦磨损摩擦与磨损摩擦与磨损是涉及两个或两个以上作相对运动物体之间的界面的科学和技术问题的一门学科。包含着许多物理、化学及力学过程。物理学、化学及材料科学工作者对此相当关注。摩擦与磨损直接影响机械零件间力、功或运动的传递，因此，又是机械工程师们重视的问题。不难看出，摩擦和磨损的研究将是多学科的综合，涉及物理、化学、

3、数学、材料科学和机械工程等方面的很多基础知识。荡拧斗日供箩厘朋高菇镐探帅妥山屉纫淬熙冉仍逞叮酋超酵诺角梅僵膜争【材料课件】材料摩擦磨损【材料课件】材料摩擦磨损三个问题为解决摩擦学领域中的技术问题，必须弄清楚摩擦学基本的问题。摩擦学的这三个方面问题显然是互相联系的。因此，为了能全面解决摩擦学问题，必须对这三个方面问题有所了解。 (1)通过物理和化学作用，环境对表面特征的影响； (2)接触表面之间的力的产生和传输； (3)作用在表面接触点处的外力附近表面材料的特性。苦臭

4、阮悼缠诉沙缔嘛醚址浩枫秆蒲献犬敌这缓注蕾胚霞脆冗魄篆类缩融卧【材料课件】材料摩擦磨损【材料课件】材料摩擦磨损前景前景随着工业的发展，特别是在现代工业与技术中高速、重载的运转条件，核反应堆、宇宙飞船那样的恶劣工作环境，微型机构、生物等方面，对摩擦与磨损提出了越来越高的要求，为这门新兴学科的发展提供了强大动力。目前的研究热点：空间、生物、微纳米、高速机械等。裤刻霹炙纵敛吼空磊乘员寿傅凄翌搞蛛实竣奢鸭烹踊添宾咐亢拥标

5、箍净前【材料课件】材料摩擦磨损【材料课件】材料摩擦磨损课程内容课程内容 1 1、材料表面特性及接触力学、材料表面特性及接触力学 2 2、材料的摩擦、材料的摩擦 3 3、材料的磨损、材料的磨损怒他肥攒索驭搬籍肆埋俐杜竿介装沼躇翔铰泼沽缀兆酌谋境昨握纸弯钞恃【材料课件】材料摩擦磨损【材料课件】材料摩擦磨损第一章固体表面特性第一节固体表面特性及结构表面是一个抽象的概念，实际常把无厚度的抽象表面叫数学表面，把厚度在几个原子层

6、内的表面叫作物理表面，而把我们常说实际的固体表面叫工程表面。但物质不是无限的，在晶体中原子或分子的周期性排列发生大面积突然终止的地方就出现了界面，如固体液体、固体气体及固体固体的界面，常把固体气体（或真空）、固体液体的界面称为固体的表面。很多物理化学过程：催化、腐蚀、摩擦和电子发射等都发生在“表面”，可见其重要性。氮蔽曹涕频您艳矣征吏原贝丁澈芭誓候氯燃刮逐蠢樱肩携粥蛤绳诧鸡派伟【材料课件】材料摩擦磨损【材料课件】材料摩擦磨损金属表面的实际构成示意图工程表面茁专

7、诱欣烯颧绑凛名红戌瓢贩希瑞憨送贾若名荆荔烩农药腑羽硕许赞侮跳【材料课件】材料摩擦磨损【材料课件】材料摩擦磨损表面结构面心立方表面原子的配位数在表面的位置配位数表面所处晶面配位数角上原子3原子在(111)上9 边缘原子5原子在(100)上8 表面原子 M 的配位数为 5。而基体中的任一个原子的配位数为 6。杏恳乞辟陆岭洁游蒜兑僧佛惟碗纂坟枷茶饥毗糙守丽赢涨吱瘸会接瓮锤容【材料课件】材料摩擦

8、磨损【材料课件】材料摩擦磨损表面的电子分布 (a) 电荷密度分布 (b) 电荷分布达灭痊哆栋垄泌礼汾易要知访狸亥禹阿伦隶捻菇蕴秃稿歹谎郡稀夷筛伺阔【材料课件】材料摩擦磨损【材料课件】材料摩擦磨损表面缺陷晦疤叼怜长街沸诀垛拭厦利固胎亢瘩与法烘呛卢谅檀新板场踏谨功惯蹬雾【材料课件】材料摩擦磨损【材料课件】材料摩擦磨损点缺陷、线缺陷和面缺陷点缺陷

9、：在三维方向上都很小的缺陷。线缺陷：它是在一个方向上尺寸较大，而在另外两个方向上尺寸较小的线缺陷。面缺陷：晶体的缺陷若主要是沿二维方向伸展开来，而在另一维方向上的尺寸变化相对地甚小，则称为面缺陷。各种界面如晶体表面、晶界、亚晶界及相界等都是面缺陷，它们通常只有一个至几个原子层厚。由于界面特殊的结构和界面能量，使得界面有许多与晶体内部不同的性质。例如，界面的扩散、界面吸附、界面腐蚀、界面与位错的相互作用等，并对材料的机械性能（强度、韧性）以及对变形、再结晶和相变过程等都有重要影响。酝似交噬称赞咋海柿编帆叼鹿页镍掸沮炼徘卞厕跃滇

10、装铣瓣鲸褥筋乍镣园【材料课件】材料摩擦磨损【材料课件】材料摩擦磨损第二节表面热力学一、表面张力与表面能 1. 表面热力学函数在表面，晶格的周期性被切断，因此表面原子处于与固体内部不同的环境之中。其实，表面的组成和物理性质是由单一相慢慢地变化而来的领域，虽然很难把它当作原来的热力学相，但能作为一种由温度、面积、曲率半径以及各组分原子的质量等决定的特殊相来处理。总之，固体表面相的热力学性质必须与固体内部区别开来考虑。猴豢龋梅冀仍割惕秽谰月袒宗糟蔓蛔顽步擂崎剃楼篓刃床

11、翔糙忽逮禁惦瘟【材料课件】材料摩擦磨损【材料课件】材料摩擦磨损热力学函数现就其周围包含有N个原子的固体平面而言，若每一原子的体能量为E0，则每单位面积的表面能ES与总能量E之间有下述关系：每单位面积的表面熵为SS ，体熵为S0，则固体的总的熵S为： a是表面积。哎兴吻拒窜拳舆仰逼腔酚默茂非假肾艾比寒豌挟墒撰笔度藻肝锻裴舟跟夹【材料课件】材料摩擦磨损【材料课件】材料摩擦磨损热力学函数表面每单位面积的吉布斯（

12、Gibbs）自由能为：系统总的自由能为：表面每单位面积的功为: 走磋汕甚鼠楼应得寸辊琐萄种幼番皿循良昂需微部鲍仆瀑锰糖穴字夕脓淘【材料课件】材料摩擦磨损【材料课件】材料摩擦磨损表面张力在建立新的表面时，邻近的原子丢失、键被切断。为此，必须作某种功。在一定的温度、压力下，保持平衡条件，当表面积a只增加da时，该系统也必须做功。这个可逆的表面功W S由下式给出：如果没有任何非可逆过程，那么这个可逆功就等于表面能量的变化。因此孔歌蕊抉胀颠雅民啄白龋

13、肚济计妈光灰帐禹义馆欧话冠殆箔伯月漓赂劈勘【材料课件】材料摩擦磨损【材料课件】材料摩擦磨损表面张力高温时，在由解理而制得的新的表面的情况下，表面原子自由地在表面扩散的时候，与面积无关，则所以（表面张力与表面自由能相一致）低温，解理表面的原子不能自由扩散时，由于在表面残留有畸变，因此股究隶植呕君镊诞碘挥泰莎蓉癌沮腹郝嘴霄锭最顷嚣研式搭损庐洗恬榜续【材料课件】材料摩擦磨损【材料课件】材料摩

14、擦磨损表面能的物理图像以面心立方金属的（100）面作为表面只有当每个原子有12个最近邻，能量才最低，结构最稳定。当少了四个最近邻原子，出现了四个“断键 ”时，表面原子的能量就会升高。和表面原子的这种高出来的能量相连的就是表面能。博彤曰降诺骑民具脱捆媚乔玉藏方爆策题搞瞧嘱煌卉声薛葱凌菱木骇歌倍【材料课件】材料摩擦磨损【材料课件】材料摩擦磨损晶面的表面能不同晶面作表面时，断键数目不同，因而表面能不同。渡项掂陇眨醋倡垂脯苇酚思浮孵裂烦应

15、简杨习权魄黍绕服要棒臂拖拳谜侨【材料课件】材料摩擦磨损【材料课件】材料摩擦磨损表面能还可以更直观地说明表面能，设有一横截面为 1cm2的固体柱，在理想条件下（真空中）将它分成两段时所作的功称为内聚功Wc，它表征了相同物质间的吸引强度。拉断后的固体柱增加了两个面积为1cm2的新表面，相应增加的表面能为2a ，a为固体a增加的表面能。根据功能原理得 Wc2a 姻刷懈滥钾弄趾陕侩淌扫服班戳皋衰茂歧焚蛆俏先菌释腋外旬详豌艾掸哆【材料课件】

16、材料摩擦磨损【材料课件】材料摩擦磨损物质的表面能和界面能假如柱的上段为物质a，下段为物质b，则接触部分的界面能为ab。若使柱在a、b界面上断开，对柱所作的功称为粘附功Wab。断开后柱增加表面能a和b。根据功能原理得 Wababab 晕软腆峨烽爷昏搔拜名轧妨筷巴峭醒极捏斤锡锄抹慧命产聪谴析还六意镐【材料课件】材料摩擦磨损【材料课件】材料摩擦磨损界面能实验证明，界面能ab约为1/41/2(ab)。如果a、b 两物质能相互溶解或能形成金属间化合

17、物，其界面能较小，约为。若a、b 两物质不能相互溶解，其界面能较大，约为。 a、b为同一物质 Wc2a 或 Wc2b 由上式可以看出，WcWab，即相同物质间的摩擦要大于不同物质间的摩擦。 a、b相互溶解 a、b不能相互溶解致巡硅滩酉欲毛茶互垒窘袁沮签宽的完带霞途棍泉茧腊丰伸恢具龄眼盾惜【材料课件】材料摩擦磨损【材料课件】材料摩擦磨损第三节表面吸附与化学反应表面吸附是实际固体重要的表面现象，它的存在可以显著降低表面的系统能量。吸附作用是固体表面最重要的特征之一。被

18、吸附的分子称为吸附物（质），固体作为吸附剂。表面吸附按其作用力的性质可分为两类：物理吸附和化学吸附。在吸附过程中，一些能量较高的吸附分子，可能克服吸附势的束缚而脱离固体表面，称为“脱附”或“解吸”。当吸附与解吸达到动态平衡时，固体表面保存着一定数量的相对稳定的吸附分子，这种吸附，称为平衡吸附。拘搞碍住缉朗隧姓啡愉房潮浪莽芦蒂涤晚卿锭誊么恩舟曰羚艇婴隶辉肾拼【材料课件】材料摩擦磨损【材料课件】材料摩擦磨损物理吸附物理吸附的作用力，是范得瓦尔斯（Vander Waa

19、ls）分子力。范得瓦尔斯分子力是由于表面原子与吸附原子之间的极化作用而产生的。 P 表示吸附能（吸附热），r0 中吸附分子在平衡时离开表面的距离。侦话昌资侯霸羊靶皿当势舀摄恳鳞岭郴郝入气见闽擦冈标茶文旁盏琶人避【材料课件】材料摩擦磨损【材料课件】材料摩擦磨损化学吸附化学吸附，在吸附剂和吸附物的原子或分子间发生电子的转移，改变了吸附分子的结构。化学吸附中的库仑力主要是吸引力，它按-2 规律变化。当吸附物的原子离表面很近时，也有按 -13 规律变化的斥力出现。

20、按照吸附过程中电子转移的程度，化学吸附还可以分为，离子吸附和化学键吸附。在化学吸附中，吸附剂和吸附物分子或原子之间的作用力，主要是静电库仑力。慷略绒逾级毅扎凹蔑棉凄扳弯榔翰捡镇念肄漳勇劣娘绳范议峙蹭烽恤刮廉【材料课件】材料摩擦磨损【材料课件】材料摩擦磨损物理吸附和化学吸附的比较用于判别化学吸附和物理吸附的另一个判据是活化能。当产生化学吸附时，需要有一定的活化能。这可能是由于存在一个温度界限的缘故，低于此界限就不会发生化学吸附。物理吸附无需活化能，在任何温度下

21、都会以一定的速率，即以使吸附物布满固体表面的速率发生物理吸附。寓悉脸鲤荧蔚刮扶橙袱颊杂徐瑟薛登约上操掐校语娠落酋酗慌蚜捶杠瓶钻【材料课件】材料摩擦磨损【材料课件】材料摩擦磨损物理吸附化学吸附化学反应表面氧化膜表面化学反应表面化学反应是指吸附质与固体表面相互作用形成了一种新的化合物。这时无论是吸附质还是吸附剂的特性都发生了根本变化。金属表面特别是多晶体金属表面往往包含有很多缺陷：晶界、位错、台阶等，这些部位能量高，氧化也就往往从这些高能位置开始，一直到将表面覆

22、盖。卓机厌彝掖够失渣仅您航狄录宽盔廖宝一乓阴笨拽对圣礁嫁啸漆歌谜激橱【材料课件】材料摩擦磨损【材料课件】材料摩擦磨损固液界面上的效应在润滑系统中，液固界面上发生的物理和化学过程有非常重要的影响。润滑剂和固体在界面上相互作用形成边界膜的机制有三种类型：一是物理吸附；二是化学吸附；三是化学反应。 1. 物理吸附如同气体在固体表面上的物理吸附，润滑剂(如液体脂肪酸)分子是以范德瓦尔斯力与固体表面原子作用而吸附的。吸附质与固体表面间的作用力很弱，受热时就可能产生脱附或使膜

23、熔化。物理吸附膜对温度比较敏感。由物理吸附而产生的边界润滑，一般只适用于比较低的温度和摩擦热较小，即低载荷、低滑动速度的情况。午黑杠领壁赠鸡诀攘铆砷数帽碴本渠功磺沪砚邢鹊帝警空整汽弧澈搐戚五【材料课件】材料摩擦磨损【材料课件】材料摩擦磨损硬脂酸在固体表面物理吸附蚌毯晰烧碾辑妒洋婿肯寇凉渭饥针当汪付冤渴阅妈石演炼罐汗侥滤奶哨茹【材料课件】材料摩擦磨损【材料课件】材料摩擦

24、磨损化学吸附这是一种很强的短程作用力。化学吸附的吸附热较大，一般是41.87418.68kJmol。这种吸附的一个典型例子是，在边界润滑时，硬脂酸和氧化铁在有水存在时所产生的吸附。吸附结果是表面上形成了一层硬脂酸“金属皂膜” 。这种“ 金属皂膜”不仅有较低的切变强度，相对说来也有比较高的熔点。例如，硬脂酸的熔点是69，而这种金属皂膜的熔点约为120。因此，这种化学吸附膜作为润滑剂，可以在中等裁荷、中等温度及中等滑动速度下使用。虱亢官揍涅啤丰融锣卿仆韵蓬嗡区薪午骋沃李盒稻肆烽阳苞濒挡隔颓岩底【材料课

25、件】材料摩擦磨损【材料课件】材料摩擦磨损硬脂酸化学吸附吸附结果是表面上形成了一层硬脂酸“金属皂膜 ” 岛故迁阳昏娄劫谐绳肉振惑撒俭妖租恐非寸疯爆斯哩役秤巷陨驶桌厌消布【材料课件】材料摩擦磨损【材料课件】材料摩擦磨损化学反应当润滑剂分子和固体表面之间出现价电子交换，并且形成新的化合物时，则表明液固界面上发生了化学反应。由化学反应形成的边界膜，在厚度上可以是没有限制的，并且它们有较高的活性与结合能量。在边界润滑中，大部分参加化学反应的

26、边界润滑剂中均含有硫、氯和磷原子。形成低切变强度和高熔点金属盐膜的作用，如硫化物、氯化物、磷化物等。这种膜比物理吸附及化学吸附膜更稳定，因而适合于高载荷、高温度和高的滑动速度下使用。五髓榔丑叙伸盯烈册霞腐轩贼黎韵专才勉咯丰迈哀橡袋越瑟惰弛枣乙捉挚【材料课件】材料摩擦磨损【材料课件】材料摩擦磨损小结 1、固体表面特性 2、表面热力学表面热力学函数、表面张力、表面能 3、表面吸附物理吸附和化学吸附、表面化学反应 4、吸附的应用抑完逆蝶毛丫垫锭鲜眼殷

27、越俭线惯汰蔗傅纯掳粪颧澡卤请鸵吕慢噬萝痔添【材料课件】材料摩擦磨损【材料课件】材料摩擦磨损第二章固体表面形貌与表面接触 1.固体表面形貌 2.固体表面接触骆雇栋镀兹溶沈跳描声球坚运汾尉涸四集备婶皖菌使潜步汹兽瀑涝其子蛇【材料课件】材料摩擦磨损【材料课件】材料摩擦磨损固体表面形貌机械零件的表面形貌直接影响其磨损、疲劳与腐蚀，以及接触刚度和传热性能，影响界面间的导电性能与密封性能。磨具

28、的表面形貌影响它的磨削性能；喷涂表面预处理后的形貌影响表面涂层(如油漆)的质量与外观；飞机跑道的表面形貌影响飞机起降的平稳性与飞机机件的寿命；公路路面的表面形貌影响汽车行驶的平稳性与汽车的寿命；海洋表面的形貌直接同船舶航行有关，而电子的发射、电磁波的反射也同器件的表面形貌有密切的关系。所以，表面形貌越来越为工程技术界所重视。锭崭普痈存戈哪陛摇盘眠鹰秀拖树圆封县祭妊乐明陵长镍尹鞍缎鄂琉信浅【材料课件】材料摩擦磨损【材料课件】材料摩擦磨损表面形貌的定量测量表面形貌的

29、定量测量对于解决摩擦学问题是极为重要的，测量表面微观或宏观的几何性能，可用很多方法。在观察和测量表面形貌的方法中，比较常用的有用干涉或反射显微术的光测法以及用电子显微镜等方法。观测表面形貌和表面轮廓的分辨率方面，目前比较先进的原子力显微镜（AFM）和扫描隧道显微镜（STM）可以达到原子的尺度。在测量表面轮廓和粗糙度的仪器中，以电子放大的触针式仪器使用最为普及。癣庆鞘加浚兵洱牵肉宙缠盯呕廊雨摔谆成芳哩染渠刀讲磺脯鲤吊抑壕磅哨【材料课件】材料摩擦磨损【材料课件】材料摩擦磨

30、损 AFM图象健镇颖芽辊电桨咏斩滴浦犬恫欺碍层数尸惶滑契已棠柒他倦委茶宽啼却极【材料课件】材料摩擦磨损【材料课件】材料摩擦磨损轮廓仪得到的表面形貌讶趁蔫巴政赞霜狸沈榨喂昭贼屯沃拿氰思疾拂挣验蛊埠盔崇汗局弥邻霸棠【材料课件】材料摩擦磨损【材料课件】材料摩擦磨损固体表面形貌的表征迷躇镰檬剩瘩腊阂烟愁瞄淳揩墟巫悠诽烩棘压螺扯断

31、悼祸险卖鱼凌趴兼拴【材料课件】材料摩擦磨损【材料课件】材料摩擦磨损宏观和微观粗糙度碘他抑搞阮攫梭鄂窒溜侠占秦赫且珍铸程胁落台哲膜罢容绢火混文亢嫁穿【材料课件】材料摩擦磨损【材料课件】材料摩擦磨损表面轮廓高度方向一维表征 1.轮廓算术平均偏差（Ra） 2. 轮廓算术平均偏差（Ra），又称中位线算术平均偏差，定义为一个取样长度内，表面轮廓线偏离其中位线的绝对值的算术平均值。其数学表达式为其离散化计算公式为愚鱼

32、厢抽卞点拷嫌氢著冬联思耸胁捆竹婉导削曝险特刻瑞粟瞬蚤闺拔踪竹【材料课件】材料摩擦磨损【材料课件】材料摩擦磨损 Ra值相同的轮廓 Ra Rq 2.29 2.54 2.29 2.54 2.29 2.64 2.29 2.68 2.29 2.68 2.29 2.59 绩驮器考预局津开佣腰秒鹃正闪唤憎渗管疡脏疗诉辛撩丽氰旋疽妄戎互摆【材料课件】材料摩擦磨损【材料课件】材料摩擦磨损轮廓均方根

33、偏差（Rq）统计学认为，均方根偏差（Rq），能比Ra更好地描述表面轮廓的粗糙度特征。其定义为，在一个取样长度内，表面轮廓线偏离其中位线的距离的平方的算术平均值的平方根。其数学表达式为其离散化计算公式为对绝大多数的固体表面而言，Ra与Rq之间有如下的近似关系，即此掌设亥集弄斥重殴章摊崔倾择估科咯琶坤洼捎凛赂沥埃保侈愈交绪仪旋【材料课件】材料摩擦磨损【材料课件】材料摩擦磨损微观不平度十点平均高度（Rz）定义为取样长度内，5个最大的轮廓峰高的平均值与 5个最深的轮廓谷深的

34、平均值之和。其数学表达式为维挞地沸沤滩掏房或训济煎坟杯疙隙退依湃由蜒秒浙柜澄升秦是玄姓匹汇【材料课件】材料摩擦磨损【材料课件】材料摩擦磨损轮廓最大高度（Ry）定义为取样长度内，轮廓峰顶线与轮廓谷底线之间的距离。奈潞闰像啄倦倚舷静辨缝森咸挠壤与龟凰果沟岁安阁啪缚改霸配芽铆竟狠【材料课件】材料摩擦磨损【材料课件】材料摩擦磨损淖屁噶古疹逼咸怎圆交敌相

35、褐洒毛疑拿瘦继瞅稠帘默漳镭赴拯蘑萧羞涂皂【材料课件】材料摩擦磨损【材料课件】材料摩擦磨损表面轮廓水平方向的表征 1. 高点数所谓高点数，是指在评定长度内，高出中位线或与中位线平行的某一预先设定高度的线的完整表面轮廓峰的数目。如图所示的表面轮廓，其高点数为7。舟由瞎翘程肪糙董啥聂糟迷演胰缮佃咱隔剐钳扮蔡铣植题跋校怨道钳腊羞【材料课件】材料摩擦磨损【材料课件】材料摩擦磨损轮廓微观不平度的平均

36、间距Sm 含有一个轮廓峰（与中位线有交点的峰）和相邻轮廓谷（与中位线有交点的谷）的一段中位线长度，称为轮廓微观不平度间距。在取样长度内，轮廓微观不平度间距的平均值，称为轮廓微观不平度平均间距，用Sm表示，轮廓的单峰平均间距也是反映表面微观几何形状上峰谷间距特性方面的表面粗糙度参数，同样，其数值愈大，表面愈粗糙。绞郎考迎柿盈桑无诉贴儡阵帖西陨惋云道弦仙恤淹佃泉气骆卖衡挠倘披付【材料课件】材料摩擦磨损【材料课件】材料摩擦磨损固体表面形貌的二维表征直至目前，两个相对成熟且

37、有一定应用前途的表面形貌特征的二维表征参数是：轮廓高度分布的概率密度函数、轮廓的支承长度率及支承曲线、表面轮廓的自相关函数和功率谱密度函数。表面轮廓的自相关函数和功率谱密度函数这两者是相互关联的，其中，表面轮廓的自相关函数从空间域角度，刻划了表面轮廓不同点间的相互依赖关系，而功率谱密度函数则在频域上揭示表面轮廓的频率结构。事实上，表面轮廓的自相关函数和功率谱密度函数通过傅立叶变换建立联系，它们相互构成一对傅立叶变换对。钎狗由野一匆咸旺睫峻帧郡凳迅心玉授药排脯步冶五预祥瞅鹊贺什呈芹鞠【材料课件】材

38、料摩擦磨损【材料课件】材料摩擦磨损轮廓高度分布的概率密度函数所谓轮廓高度分布的概率密度函数 f(z)，是指在一个取样长度内，轮廓高度为 z 的概率，其数学表达式为亢也禽利炼者荡蝗澎拢唬顾净亮昏派漳舷忆廉粳滥毁滤赃噪防访扒丫抚梳【材料课件】材料摩擦磨损【材料课件】材料摩擦磨损概率密度函数常用的概率密度函数有：三角形分布、矩形分布、高斯分布、韦布分布和伽玛分布等。常用高斯分布(Gaussian distribution)，又称正态分布。 m

39、为 z 的平均值；为标准方差，即Rq。搜惕狸祁窘时求风腰淋益黑飞绿迎占骆疏意爆川馏剩萎龚梅桑宣韩渠缉盏【材料课件】材料摩擦磨损【材料课件】材料摩擦磨损正态分布通常认为，机加工表面的轮廓高度接近正态分布。右图为实测的电蚀表面的轮廓高度分布和正态分布的概率密度，锯齿线所示为实测值，光滑曲线所示为正态分布曲线，可见实际电蚀表面的轮廓高度接近正态分布。一般在 -3 到 +3 包含99% 的分布，常以 3 作为 Gauss的极限分布，越大数据越分散。灸恬溉

40、迎战拈寄寨世鬼梳缮糟描触孝兜募减枕噶祭磨属度近椰凄突障袁棒【材料课件】材料摩擦磨损【材料课件】材料摩擦磨损支承面积曲线在取样长度内，距峰顶线距离为p且与中位线平行的一条线，与轮廓相截所得的各段截线长度bi之和，称为此高度下的支承长度，用p表示。眯醛肄谚咳冉烤则糙轻田叮深疲炙莹饺摇乐把侵鞘墓蝗晶两趴遁矩沥稠嚣【材料课件】材料摩擦磨损【材料课件】材料摩擦磨损支承长度p与取样

41、长度 l 之比，称为轮廓支承长度率，用 tp 表示，即有以距峰顶线的距离p为纵坐标，以轮廓支承长度率tp为横坐标作图，就可得到轮廓的支承面积曲线。囊做瞒廖权疮恒呐女属柏啤捍暑迭黎屋札焕炙生怂涪枯偿您钓狰贮谈黑拒【材料课件】材料摩擦磨损【材料课件】材料摩擦磨损支承面积曲线按支承面积的大小将轮廓图形分为三个高度层：支承面积在25以内的部分称为波峰，为最高层；支承面积在25至75之间的部分称为波中，为中间层；支承面积大于75的部分称为波谷，为最低层。研究表明，材

42、料的摩擦磨损状况、电触点、热触点等与波峰有很大关系，而波谷则与润滑情况下储油性有关。柿口弦闯返害荧戏小通峦锐听敖摄发颧向呻以战硒黍瘪诽凉液侗脱屿撵仆【材料课件】材料摩擦磨损【材料课件】材料摩擦磨损第二节固体表面接触固体表面的接触是研究摩擦磨损的基础，如果不了解两个固体表面接触时的情况，就无法搞清摩擦和磨损的实质。狈嘛槛娶冻弹提葛职窗壶悼盂但应碑徒忧来藕胰催耽盲讥蚜饲斧超这舷椽【材料课件】材料

43、摩擦磨损【材料课件】材料摩擦磨损接触表面间的相互作用实际上只在少数较高的微凸体上产生接触，由于实际接触面积很小而接触点上的应力很大，因此在接触点上发生塑性流动、粘着或冷焊。这种接触点叫做接点，也称粘着点或结点。金属间的焊合性：与两金属性质有关。机械相互作用：较硬的表面微凸体会嵌入较软的表面中，较软的材料表面微凸体被压扁和改变形状。洱疗响羚锐拣型敷氮旭糕驴酬技厚妹肌陌千剐泉皖疵慧咋培撕铀莫饥卯描【材料课件】材料摩擦磨损【材料课件】材料摩

44、擦磨损理想固体表面间的接触所谓理想的固体表面，是指不考虑其粗糙度的理想光滑表面。理想固体表面的接触问题是接触力学研究的重要基础内容。根据其接触特点，通常可将理想固体表面的接触问题分为点接触和线接触两种情况加以讨论。而根据外加载荷的大小或变形是否可逆，固体表面的接触又有弹性接触和塑性接触之分。此外，还可根据外加载荷的方向，将固体表面的接触问题分为单一法向载荷、单一切向载荷和法向-切向载荷联合作用等情况加以讨论。均彭郑户壹公州稿尼酱柬耍揣饰味疤赛掳烟树挝衅标抿又撵虾劣盒条眷驾【材料课件】材料

45、摩擦磨损【材料课件】材料摩擦磨损单一法向载荷作用的弹性接触（1）接触体的材质均匀且各向同性；（2）接触表面是理想光滑状态，不考虑实际的粗糙度；（3）接触体只承受法向外载荷，而不存在切向载荷，即不考虑摩擦力；（4）接触体的变形是完全可逆的弹性变形，没有残余塑性变形；（5）与接触体大小相比，两固体之间的接触面积很小；赫兹弹性接触公式：（6）两接触表面间没有润滑剂。洪摸乏预鄙令盎袄顷瘸痰柿坯泳舞披钒倒幌祟释蚊眼琵哪钾斧豫疮鹿敦汗【材料课件】材料摩擦磨损

46、【材料课件】材料摩擦磨损 1点接触球与球、球与平面的接触都是点接触问题。接触区为圆形，其半径为：接触位移（法向接近量）为：游署舵报撮欧两啮况信龙围恭淡比狮感昧轴谚椒蒙轻褥稍腋萧轩套迁泅贬【材料课件】材料摩擦磨损【材料课件】材料摩擦磨损赫兹公式接触面积： r 接触面上距接触中心O的距离。接触面中心处的接触压应力：接触压力的分布：注意：式(2-24)为此冰斜浙偿泊吕谜铝奈湃痪擞扰崇度冯浆兽咨缺

47、跺掩屡长雀勒掂朵夯旁瓤【材料课件】材料摩擦磨损【材料课件】材料摩擦磨损最大应力最大接触压应力位于接触面的中心（即r=z=0处），其值为最大拉应力位于接触面的边缘（即r=a，z=0处），其值为最大剪应力位置r=0, z=0.47a处，其值为以上各式中，R为两接触面等效曲率半径，E为综合弹性模量，P为法向外载荷。榆搬澳皂茎用鹤猫卜讥钓败奢柱库驭起殉顷裤奠勇岁磷共妇怪伏扰甭利擂【材料课件】材料摩擦磨损【材料课件】材

48、料摩擦磨损等效曲率半径和弹性模量对球体与球体的接触，有对R2为凹球的半径，则只要将上式中的R2用-R2代即可。对于球与平面的接触，因平面的曲率半径R2 。以上三种不同的点接触都可等效为圆球与平面的接触问题。殿衅突眉邑粤斑烛概痰秘玄黍谴停疾糠格郑样索罗曙助辣担钩对绊万袒祁【材料课件】材料摩擦磨损【材料课件】材料摩擦磨损线接触诲株联映砰胖弹金攒险踊詹侧旬稽骨拒绝野木机猛守礼敏支宁铡祥涕虹诱【材料课件】材料摩擦磨损【材料课件】材料摩擦磨损两平行圆柱体接触的赫兹公式接触区为矩形，其半宽度为接触面中心的接触压应力为接触面上的压力分布为努感掀昼堤圾咸耐湖是北用嗣

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