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TA的每日心情 | 开心
2020-4-6 13:39 |
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摩擦力产生在两个接触表面之间。我们用肉眼看到的光滑固体表面，当用放大镜观察时，就会发现其表面是凸凹不平的，好像布满了高峰山谷一般。经过车床加工的金属表面，峰高可达5微米；再经过仔细研磨，峰高可以减至0．1微米。但这相对于原子尺度仍然是很大的。因此，当两个物体相互接触时，真正接触的只是物体表面的峰丘。在这些真正接触的区域内，两个接触表面的原子非常接近，原子之间具有非常强的相互作用力。在接触点以外的其他区域，两物体表面的原子之间的距离比较大，从几埃到几十埃（1埃＝10－6厘米）。这些原子之间的相互作用力比较弱，与真正接触区域相比可以忽略不计。而接触区域的面积之和要比物体表观面积小得多。
当两个接触面发生相对滑动的时候，势必要以剪切的方式破坏原来所有的接触点，使两个接触表面的凸起部分相碰撞而产生断裂、磨损，从而形成了对物体运动的阻障。平行于接触表面而使接触点破坏所需要的剪切力，就等于摩擦力。
两物体表面开始接触时是一种点接触。在法向正压力的作用下。这些接触点的负荷很大，会使相接触的凸起部分产生弹塑性形变，从而使接触面积增大。坚硬的材料使其产生这种形变比较困难，即产生等量的形变需要更大的负荷。所以，两个物体表面真正相接触的面积大小，与所施加的法向正压力成正比，与相接触材料的硬度成反比。
摩擦系数μ等于摩擦力f与法向正压力N的比值，即μ＝f／N。摩擦系数μ同两个物体的表视接触面积和滑动速度等因素无关。实验结果证明，对于一般机械加工的表面，摩擦系数μ同物体的表面粗糙程度无关；对于很粗糙的表面，因接触面凸与凹部分交错啮合，会使摩擦系数μ增大；对于非常光滑的表面，尤其是特别清洁的表面，由于真正接触面积增大和接触点粘结强度提高，所以摩擦系数μ也会增大。表面越光洁，摩擦系数的μ值也越大，这同人们一般的常识不同
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一，根据理论可以是这样认为：摩擦力的点接触个数n与物体的接触面积A是成正比(n=KA)，那么K其实就是单位物体面积上点接触个数，很明显这个值就是一个根物体材料有关的量。
每个接触点正压力F等于物体重量G除接触点的个数n(F=G/n),每个点的点接触的面积大小s与所施加的法向正压力F成正(s=QF)，Q也应该是个和材料有关的量。
所以物体的点接触面积S=ns=KA*QF=KA*Q*(G/KA)=QG,则说明对于同一物体的摆放不同时(如长方体)，其实际点接触面积是一样，那么平行于接触表面而使接触点破坏所需要的剪切力（等于摩擦力）是一样的。
二，按其理论也可以这样认为：摩擦力f等于平行于接触表面而使接触点破坏所需要的剪切力，明显剪切力的大小与物体点接触面积s（相当与上面说法中的点接触个数）与咬合深度h（点接触互相嵌入的深度成正比，相当与上面说法的每个点的点接触的面积大小s），f=K*s*h.K比例常数。
物体点接触面积s与物体的接触面积A是成正比(s=kA)，
咬合深度h与单位点接触面积的压力成正比（及点接触面上的压强p=G/s=G/kA）
h=Q*P=Q*(G/kA),Q比例常数。
f=K*kA*Q*(G/kA)=KQ*G。摩擦力还是只与G有关，和正压力有关。 |
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发表于 2008-1-9 11:02
楼主
发表于 2008-1-9 12:46
