古典摩擦定律(阿蒙顿一库仑定律) ■摩擦力与两接触体之间的法向载荷成正比 ■摩擦力大小与两接触体之间的表观接触面积无关 ■摩擦力的大小与滑动速度无关 最大静摩擦力大于动摩擦力 达芬奇→阿蒙顿→库伦 擦
16 ■ 摩擦力与两接触体之间的法向载荷成正比 ■ 摩擦力大小与两接触体之间的表观接触面积无关 ■ 摩擦力的大小与滑动速度无关 ■ 最大静摩擦力大于动摩擦力 达·芬奇 → 阿蒙顿→ 库伦 古典摩擦定律(阿蒙顿—库仑定律) 摩 擦
古典摩擦定律长期作为工程应用中的指导法则,但实际上多 数内容不完全正确,必须进行修正。 定律一:摩擦力和法向载荷成正比 此律基本正确,但摩擦力与法向载荷是否为正比关系,还与表面的几何性质 (粗糙度、微凸体的形状和大小等)、摩擦副材料的机械物理性质(硬度、弹 性模量等),以及表面的环境条件等有关。例如,对于很软或弹性的材料(如 橡胶、PIFE)或很硬的材料(如金刚石),或材料表面有一层预制或与环境 反应形成的薄膜,或重载荷下实际接触面积接近名义接触面积等情况,摩擦力 与法向压力实际上呈非线性关系。当法向载荷较大时,法向载荷愈大,摩擦力 增加得愈快。(摩擦力与法向载荷成排线性关系F=kW",k为常数;n=2/3~1。) 擦 17
17 古典摩擦定律长期作为工程应用中的指导法则,但实际上多 数内容不完全正确,必须进行修正。 定律一:摩擦力和法向载荷成正比 此律基本正确,但摩擦力与法向载荷是否为正比关系,还与表面的几何性质 (粗糙度、微凸体的形状和大小等)、摩擦副材料的机械物理性质(硬度、弹 性模量等),以及表面的环境条件等有关。例如,对于很软或弹性的材料(如 橡胶、 PTFE)或很硬的材料(如金刚石),或材料表面有一层预制或与环境 反应形成的薄膜,或重载荷下实际接触面积接近名义接触面积等情况,摩擦力 与法向压力实际上呈非线性关系。当法向载荷较大时,法向载荷愈大,摩擦力 增加得愈快。(摩擦力与法向载荷成非线性关系F = k W n,k为常数;n = 2/3~1。) 摩 擦
定律二:摩擦力与名义接触面积无关 此律一般仅对具有一定屈服极限的材料(如金属材料是满足的(由于表面粗糙,只在 很小的接触区棫内真正接触,所以摩擦力大小取决于实际接触面积,与名义接触面积无 关),不适于弹性和粘弹性材料或表面非常光滑洁净的表面(光滑表面间的分子吸引力强 烈,摩擦力随名义接触面积增加而增大),因其实际接触面积接近名义接触面积,摩擦系 数随名义接触面积而变化。(如汽车轮眙加宽,与路面的摩擦系数增大) 擦
18 定律二:摩擦力与名义接触面积无关 此律一般仅对具有一定屈服极限的材料(如金属材料)是满足的(由于表面粗糙,只在 很小的接触区域内真正接触,所以摩擦力大小取决于实际接触面积,与名义接触面积无 关),不适于弹性和粘弹性材料或表面非常光滑洁净的表面(光滑表面间的分子吸引力强 烈, 摩擦力随名义接触面积增加而增大),因其实际接触面积接近名义接触面积,摩擦系 数随名义接触面积而变化。(如汽车轮胎加宽,与路面的摩擦系数增大) 摩 擦
定律三:摩擦力与滑动速度无关 严格说此律不适用于任何材料〔实际上摩擦系数与滑动速度有关),虽然对于金属材 料基本符合,而对粘弹性显著的弹性材料,摩擦系数明显与滑动速度有关。通常,速度对 金属摩擦力的影响不像对粘弹性显著的弹性体的摩擦力影响明显。此外,当滑动速度较大 时,材料的某些性能也会发生变化,从而影响摩擦力。 轻载 中载 输飞瀲 较重 重载 滑动速度 擦
19 定律三:摩擦力与滑动速度无关 严格说此律不适用于任何材料(实际上摩擦系数与滑动速度有关),虽然对于金属材 料基本符合,而对粘弹性显著的弹性材料,摩擦系数明显与滑动速度有关。通常,速度对 金属摩擦力的影响不像对粘弹性显著的弹性体的摩擦力影响明显。此外,当滑动速度较大 时,材料的某些性能也会发生变化,从而影响摩擦力。 摩 擦 重 载 中 载 较 重 轻 载 v f 摩擦系数 滑动速度
定律四:静摩擦力大于动摩擦力 此律不适于粘弹性材料。粘弹性材料的静摩擦系数不大于动摩擦系数。 擦
20 定律四:静摩擦力大于动摩擦力 此律不适于粘弹性材料。粘弹性材料的静摩擦系数不大于动摩擦系数。 摩 擦