古典摩擦定律综述.doc

古典摩擦定律摘要：简要介绍了古典摩擦定律的发展，说明了定律的内容和对每条规律适应实际的情况分析.关键词：摩擦力，载荷，运动速度,1 古典摩擦定律的发展人们对摩擦现象的研究比实际应用要晚得多最初的研究是在15世纪意大利的文艺复兴时代.1508年意大利科学家达·芬奇首先对固体摩擦进行了研究，他第一个提出：物体刚要滑动时,便产生叫做摩擦力的阻力[1］.并指出,摩擦力与物体的重量成正比,与法向接触面积无关.1699年法国工程师阿蒙顿进行了摩擦试验，并建立了摩擦的基本公式随后在1785年法国科学家库仑也进行了相同的试验，完成了今天的阿蒙顿一库伦摩擦定律，一般称它为古典摩擦定律，综述如下:（1）摩擦力与作用于摩擦面间的法向载荷成正比，即F=µL式中F--摩擦力； L-—法向载荷 µ—-摩擦系数摩擦系数是评定摩擦性能的重要参数此公式通常称为库仑定律.（2)摩擦力的大小与名义接触面积无关.(3）静摩擦力大于动摩擦力4)摩擦力的大小与滑动速度无关.（5）摩接力的方向总是与接触表面问的相对运动速度的方向相反［2］[3]古典摩擦定律是实验中总结出的规律，它揭示了摩擦的性质几百年来，它被认为是合理的,并广泛地应用于工程计算中.但是,近代对摩擦的深入研究，发现上述定律与实际情况有许多不符的地方.2 古典摩擦定律的分析2.1 古典摩擦定律中参数的分析 实践证明，古典摩擦定律适合于一般的工程实际，但又存在一定的局限性和不确切性；现对古典摩擦定律中某些参数进行以下讨论［4］。

21.1 摩擦系数 在古典摩擦定律中,摩擦系数是一个常数但通过更多的试验指出,仅在一定的周围环境下,对于一定的材质的摩擦来说，摩擦系数才是一个常数,不同材质的金属摩擦系数是不同的.因此，摩擦系数不是材料固有的特性,而是材料和环境条件的综合特性［5］2 接触面积在古典摩擦理论中，摩擦力的大小与接触物体间的名义接触面积的大小无关,对于金属材科来说，由于表面粗糙度的存在，故只在很小的接触区域内才有真正的接触，可以说摩擦力的大小与名义接触面积无关试验表明，实际接触面积与摩擦系数有关，随着实际接触面积的增加，摩擦系数增大，摩擦力亦增大例如，对于光滑表面，摩擦力将由于表面光滑，随实际接触面积的增大而增大，对于很洁净、很光滑的表面,由于在接触表面之间出现强烈的分子吸引力，摩擦力将与实际接触面积成正比,并且和表面的外形尺寸无关1.3 滑动速度 实践表明,对于许多材料来说，摩擦系数与滑动速度有关.各种材料不但随着滑动速度的增加其摩擦系数降低，而在不同的单位载荷下，滑动速度和摩擦系数的关系也有所不同;古典摩擦定律之所以得出“摩擦力与滑动速度无关"的观点,这是由于处在15至l8世纪还没有出现现代的高速机器，只有风力和水力可供利用，故当时的速度还非常低［6］。

22 古典摩擦定律的适应分析 第一条当法向压力不大时，对于普通材料，摩擦力与法向载荷成正比，即摩擦系数为常数.但实际上，摩擦系数不仅与摩擦副的材料性质有关，而且还与其它许多因素有关,如表面温度、光洁度和表面污染情况等摩擦系数实际上是与材料和环境条件有关的一个综合特性系数 当压力较大时,对于某些极硬材料（如钻石）或软材料(如聚四氯乙烯)摩擦力与法向载荷不呈线性比例关系. 第二条对于有一定屈服点的材料（如金属材料)才能成立而对于弹性材料（如橡胶）或粘弹性材料(如某些聚合物),摩擦力与名义接触面积的大小则存在着某种关系.对于很洁净、很光滑的表面,或承受载荷很大时，由于在接触面间出现强烈的分子吸引力，故摩擦力与名义接触面积成正比. 第三条对于粘弹性材料都不通用粘弹性材料的静摩擦系数不一定大于动摩擦系数［7］. 参考文献[1］温景林主编金属材料成型摩擦学［M］冶金工业出版社，2000第一版［2］叶茂．金属塑性加工中摩擦润滑原理及应用北京：冶金工业出版社，1990.1[3］姚若浩．金属压力加工的摩擦与润滑 .北京:冶金工业出版社,19904［4］余俊等，《摩擦学》，湖南科学技术出版.84年版［5]戴雄杰，《摩擦学基础》,上海科学技术出版,1984年版［6］籍国宝等，《摩擦磨损原理》，北京农业机械化学院,1984年版。

[7]D．F．摩尔，《摩擦学原理和应用》，机械工业出版社，1982年版。