摩擦磨损与润滑题库

第一章绪论（5）

1、摩擦学研究的理论和实践包括设计和计算、润滑材料和润滑方法，摩擦材料和表面状态以及摩擦故障诊断、监测和预报等。

2、摩擦学的一般定义是：“关于相对运动中相互作用表面的科学、技术及有关的实践”。通常也理解为包括摩擦、磨损和润滑在的一门跨学科的科学。

3、摩擦学研究的对象很广泛，概括说研究摩擦、磨损(包括材料转移)和润滑(包括固体润滑)的原理及其应用。概括起来有以下八方面：

（1）．摩擦学现象的作用机理。

（2）．材料的摩擦学特性。

（3）．摩擦学元件(包括人体人工关节)的特性与设计以及摩擦学失效分析。

（4）．摩擦材料。

（5）．润滑材料。

（6）．摩擦学状态的测试技术与仪器设备。

（7）．机器设备摩擦学失效状态的在线检测与监控以及早期预报与诊断。

（8）．摩擦学数据库与知识库。

4、摩擦学研究的基本方法

（1）、黑箱法

只知其输入值和输出值，但不知其部结构的系统称为‘黑箱’。

（2）、系统辨识方法：

通过对系统输入－输出数据的测量和处理，以建立系统数学模型的方法，即系统辨识方法。

（3）、相关法

在大量试验数据的基础上，建立材料的摩擦学性能Pt与材料表面组织结构参数Si相关性的函数关系的一种方法，即：F(Pt，S1，S2， )＝0

第二章固体的表面性质（15）

1、表面的几何形状特征

（1）、微观几何形状误差

加工过程固有误差引起表面对设计要求的形状偏差,用表面波纹度、表面粗糙度描述（2）、表面波纹度

切削加工过程中系统有害振动引起的表面波纹（波高h、波距s）

宏观粗糙度h /s≈1：40 ；s一般1~10mm

（3）、表面粗糙度

不象波纹度那样有明显的周期性，波距较大、波高较小

实际轮廓

粗糙度

波纹度

表面形貌

2、表面粗糙度参数

（1）高度特性参数（2）间距特性参数（3）形状特性参数（4）一维、二维、三维形貌参数

3、高度特性参数

（1）轮廓算术平均偏差Ra

（2）轮廓均方根偏差Rq

4、形状特性参数－－微凸体峰顶曲率半径 r:微凸体峰顶曲率半径反映微凸体尖峭与平缓的程度，两个固体表面相接触，微凸体峰顶曲率半径对金属的变形性质影响很大。

5、峰顶曲率半径的计算

5、固体表面的组成

（1）金属的表面结构

（2）表面能与表面力 ：１）表面能：固体表面的所有分子势能的总和就称为固体和空气接触时的固体表面能或自由能。加工过程形成许多晶格缺陷有可能使表面分子的不稳定加剧使表面能增加；２）表面力：在表面能作用下固体或液体的表面分子有从表面进入部的趋势，这种使表面收缩从而减少表面积的切向力称为表面力。

（3）固体表面的湿润性与湿润角：１）润湿性；２）润湿角。

∑==n

i i

z

n Ra 1121

12)(1⎥

⎦

⎤⎢⎣⎡=∑=n i z i n Rq 12

r r r =2

1121()8k n v i i h

k d n r h ==∑

横2

1

221()8k n v i i h k d n r h ==∑

纵气液分子吸附膜3~30。

A 氧化膜100~200。

A 贝氏层10000。

A

重变形层

轻变形层

图2-13 典型的金属表面结构

第三章 赫兹接触（10） 1、接触面积的概念 （1）名义接触面积 （2）轮廓接触面积Ap

（3）实际接触面积Ar （真实接触面积）

实际接触面积是指在固／固界面上，直接传递界面力的各个局部实际接触的微观面积△Ari 的总和。今假定在界面上有n 个微观的实际接触面，则其总的实际接触面积为：

2、微凸体模型和接触模型

（1）微凸体模型：1）球形模型；2）柱形模型；3）锥形模型

3、赫兹接触过程：1)、接触位置：两个表面相应微凸体高度之和的最大值部分开始；2)、接触变形：弹塑性变形状态，成对最高的微凸体变形最大；3)、粘着作用：粘着点---面积小应力大---分子相互作用 ；4)、机械相互作用：以变形和位移适应相对运动

4、定义:所谓赫兹接触就是指圆弧形物体的接触（赫兹1896年关于表面接触应力应变的研究）

5、假设:（1）材料为完全弹性；（2）表面是光滑的；（3）接触物体没有相对滚动；（4）接触物体不传递切向力；

6、粗糙表面的接触

（1）单个球体与刚性平面的接触计算 （2）理想粗糙表面的接触计算 （3）两个实际粗糙表面的接触

O

θ

表面１

表面２

h

1

σ2

σ∑

=∆=n i Ari

Ar 1

光滑刚性表面

第四章 摩擦 （20） 1、摩擦分类 （1）、干摩擦

接触表面无任何润滑剂，但仍有环境介质，如气体，水气其他污物的摩擦 （2）、边界摩擦

这是指在摩擦表面上存在一种具有润滑性能的边界膜的摩擦，通常也称为边界润滑。 （发动机中的汽缸与活塞环、凸轮与挺杆以及机床导轨、蜗杆传动中产生的摩擦都属于这类）。 （3）、流体摩擦

这是指相对运动的固体表面完全被润滑剂隔开的一种摩擦，摩擦主要发生在该润滑剂所形成的流体膜部，即它是一种发生在流体部的摩擦。因此，通常将这类摩擦称为流体润滑。 （4）、混合摩擦

又可分为半干摩擦和半流体摩擦两种。前者是指同时存在干摩擦和边界摩擦的一种混合状态的摩擦。而后者则是指同时存在边界摩擦和流体摩擦的一种混合状态的摩擦。

2、按照摩擦副的运动形式，可以将摩擦分为以下两大类： （1）.滑动摩擦

如在各种滑动轴承和机床导轨以及钻机中的刹车与气动离合器中相对滑动表面上产生的摩擦。

（2）.滚动摩擦

如各种滚动轴承中产生的摩擦。

3、按照摩擦副的运动状态，还可以将摩擦分为以下两种类型： （1）、静摩擦

这是指物体在外力作用下，还不足以克服摩擦表面上产生的切向阻力，因而还没有产生相对运动的一种摩擦状态。对于外力刚好能克服摩擦表面上的切向阻力，使物体刚刚产生相对运动的那一瞬间的摩擦状态，称为极限静摩擦。 （2）、动摩擦

h

Z>h 概率

当量表面

22

1

2

σσσ+Z