ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Влияние скорости скольжения из "Трение и износ полимеров" Величина / соответствует силе трения при неограниченном увеличении скорости скольжения, параметр а слабо зависит от давления и существенно зависит от природы материалов, параметр р зависит от вязкости материала, параметр п представляет собой произведение декремента затухания на коэффициент вязкости. Для определения параметров, входящих в уравнение (2.34), необходимо определить следующие величины модуль упругости, скорость релаксации, скорость последействия и произвести анализ упругих колебаний, возникающих при скольжении [67]. [c.49] Условие максимума (2.35) получает ясный физический смысл при а = 0. Тогда пи = . Если п трактовать как скорость релаксационных процессов, то условие пи = 1 означает обычное условие резонанса при динамических испытаниях. [c.49] При больших скоростях скольжения (по отношению к скоростям релаксации) деформации твердого тела являются практически упругими, наличие же шероховатости приводит к вдзникновению упругих волн в зоне контакта при скольжении. Этот случай рассмотрен в теории Адировича и Блохинцева [68], которая показывает, что при таком механизме трения возникают диссипативные силы, имеющие падающую характеристику от скорости скольжения. [c.49] Анализируя эту теорию, Ахматов [16] отмечает, что его экспериментальные данные указывают на то, что генерация упругих волн не может быть единственной причиной трения необходимо учитывать при трении, кроме того, другие виды взаимодействия, удельный вес которых подчас значителен. [c.49] Теория трения Адировича и Блохинцева может характеризовать процесс трения полимеров по твердой поверхности в области больших скоростей, так как скорость релаксации микрошероховатостей значительно меньше скорости их взаимодействия. Действительно, как будет показано ниже, экспериментально наблюдается максимум на зависимости силы трения от скорости скольжения. При этом правая ветвь кривой Р (и) может быть интерпретирована с точки зрения теории Адировича и Блохинцева. Но такая интерпретация не является единственной. [c.50] Экспериментальные исследования дают различные зависимости силы трения от скорости скольжения. Причиной этого является высокая чувствительность функции Р (V) к физико-химическому состоянию поверхностей скольжения [16]. [c.50] В настоящее время достаточно хорошо исследована зависимость силы трения в области малых скоростей скольжения. На рис. 2.10 приведены результаты измерения коэффициента трения металлических поверхностей со смазкой и без нее. Эти данные получены на специально разработанном приборе, позволяющем демпфировать нормальные колебания поверхности трения [69, 70]. Результаты, приведенные на рис. 2.10, убедительно показывают, какое большое влияние оказывают нормальные колебания на скоростную характеристику коэффициента трения. Коэффициент трения при демпфировании нормальных колебаний не зависит от скорости скольжения и растет без демпфирования нормальных колебаний. Таким образом, скоростная зависимость трения твердых тел определяется возможностью нормальных колебаний. Авторы работ [11, 71] делают вывод о том, что свобода нормальных колебаний ползуна является обязательным условием как падающей скоростной характеристики силы трения, так и фрикционных автоколебаний. Теория фрикционных автоколебаний, основанная на учете свободы нормальных перемещений, развита в работах отечественных ученых [11, 12]. [c.50] Кунин и Ломакин [72] показали, что зависимость силы трения от скорости скольжения может быть как падающей, так и возрастающей, при этом большое значение имеют колебательные процессы, сопровождающие внешнее трение. Для пластичных металлов [47] зависимость Р (и) имеет максимум (рис. 2.11). [c.50] Зависимость силы трения от скорости скольжения, имеющую максимум, получили также Ахматов [16], Костецкий [65], Грановский [73] и др. Левицкий [74] дал теоретическое обоснование этой зависимости, принимая, что образование мостиков схватывания подчиняется закону мономолекулярной реакции и теории абсолютных скоростей реакций Эйринга. [c.51] Кузнецов [75] предположил, что зависимость силы трения от скорости скольжения может быть объяснена влиянием наростов, образующихся при трении металлов. Определяющим является степень устойчивости наростов если устойчивость наростов возрастает. [c.51] Механизму образования наростов при трении и их влиянию на скоростную зависимость посвящена диссертационная работа Флерова [76]. В этой работе показано, что на характер зависимости силы трения от скорости скольжения влияет нормальная нагрузка. При этом в области малых и средних нормальных нагрузок коэффициент трения постоянен либо изменяется по кривой с максимумом. Наличие максимума на зависимости Р (и) объясняется образованием наростов, степень развития которых зависит, в первую очередь, от температуры поверхности. [c.51] По нашему мнению, объяснить зависимость силы трения от скорости скольжения влиянием только наростообразования нельзя, хотя последнее иногда и может являться решающим фактором. [c.51] По данным работы [14], характер скоростной зависимости силы трения зависит от нормальной нагрузки. Из рис. 2.12 следует, что при больших давлениях наблюдается падающая зависимость, а при малых возрастающая. [c.51] Полный обзор зависимостей силы трения твердых тел от скорости скольжения, сделанный Ахматовым [16], приведен на рис. 2.13. [c.51] В случае dPldv О падающая зависимость силы трения обусловлена уменьшением площади контакта. [c.52] Следовательно, пока внешнее трение определяется механизмом внутреннего, реологического трения, наблюдается возрастающая зависимость силы трения от скорости скольжения. [c.53] Вышеизложенный подход к обоснованию зависимости силы трения от скорости скольжения справедлив при трении любых материалов, но ограничен трением шероховатых поверхностей. При более внимательном рассмотрении необходимо учитывать, что площадь фактического контакта зависит от скорости скольжения в результате изменения не только расстояния между поверхностями, но и механических свойств материала. Последнее обстоятельство важно учитывать при трении полимеров. [c.53] Если рассматривать скоростную зависимость Р (и) как результат механического взаимодействия поверхностей, то для упруго-пластического контакта (на это может указывать временная зависимость силы трения покоя) она может быть объяснена следующим образом. Во-первых, с ростом скорости (в области малых значений V) растет вязкое сопротивление на контакте, а при больших удельных нагрузках наблюдается аномальное вязкое течение, приводящее к более резлому возрастанию коэффициента вязкости от скорости. Во-вторых, при малых скоростях скольжения наблюдается незначительное увеличение площади фактического контакта за счет эффекта размазывания и сминания шероховатостей это особенно должно быть заметно при больших давлениях. Следовательно, в области малых скоростей скольжения сила трения должна возрастать со скоростью. Это и наблюдается на опыте, в особенности при трении пластичных материалов [14, 16, 47]. [c.53] В области больших скоростей скольжения упруго-пластичное тело ведет себя как упругое, а для упругого контакта сила трения слабо зависит от роста скорости скольжения либо уменьшается. Увеличение упругости приводит к существенному уменьшению площади фактического контакта и, следовательно, к снижению силы трения. Кроме того, при больших скоростях скольжения мало время контакта. Это приводит к дополнительному уменьшению силы трения. Необходимо, однако, добавить, что при больших скоростях нельзя пренебрегать температурным разогревом, который может приводить как к росту, так и к падению силы трения в зависимости от природы контакта. В промежуточной области скоростей конкуренция вышеперечисленных фактов приводит к появлению максимума на кривой. [c.53] Вернуться к основной статье