摩擦学原理（第1章摩擦表面状态）2013ppt课件.ppt

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1、SCHOOL OF MECHANICAL ENGINEERINGXIAN JIAOTONG UNIVERSITY 徐华 Tel 82669157Automotive Tribologyn在购车经费一定的情况下，你买车时首先考虑的因素有那些？列举三个，各用一句话来说明。3IntroductionnTribology: Tribology is the science, application science, which deals with of the two surfaces having relative movement, or moving trend, covers Frictio

2、n, Lubrication and Wear. It has some research field related to Physics, Chemistry, Metallurgy, Material Science, Rheology, Hydromechanics, Elasticity, Viscoelasticity, Thermodynamics, as well as, Machinery Science and so on.“2012中国汽车产业发展高层论坛”n2012年10月在钓鱼台国宾馆举行“2012中国汽车产业发展高层论坛” 。n中国汽车协会副会长董扬在发言中指出，中

3、国汽车市场的发展空间依旧宽广，2020年之前应会保持与GDP增长率一致的发展速度。 “中国汽车已经连续两年增长，这个市场到底有多大？2020年之前，中国汽车应该能够在产销数量用大于等于GDP的数额增长，由于当前我国人均的汽车数量还很低，从现代社会大生产的结构要求来讲，需要更多的汽车；第三个原因是现在中国的机动车数量最多的不是汽车，而是摩托车，这其中蕴含着因为升级换代带来的巨大增长空间。n “现在我国汽车有1亿辆，摩托车1亿3000万辆。这些摩托司机都有一个梦，梦见两轮变成四轮，摩托车变成汽车。摩托车的升级有着巨大的市场。” 中国汽车工业协会 2012年中国汽车产销量双双超过了1900万辆，轿车

4、销售达到了1074万辆，其中中德、中日、中美、中韩、中法等合资企业在中国实现汽车销售250万辆、190万辆、196万辆、172万辆，105万辆，和44万辆。中国汽车工业协会统计分析，2013年1-9月，中国品牌乘用车共销售512.50万辆，同比增长12.14%， 德系、日系、美系、韩系和法系乘用车分别销售254.17万辆、198.28万辆、160.46万辆、116.12万辆和40万辆，分别占乘用车销售总量的19.78%、15.43%、12.49%、9.04%和3.11%。中国汽车1-9月产销量1281万辆. 2012款奥迪A6L 2.5L 30 FSI手自一体， 最大功率140KW140KW*

5、2000万辆=28亿千瓦The highest efficiency of Internal-combustion engine is less than 30% Oil energy have more than 50% waste as heat，With the rest, there are 20% energy used to control the devices. there are about 30% energy used for over come the friction，2% gears, 5% bearings and so on。 9nThe Wheel is th

6、e most successful example of Tribological design. And lubricant has been used for more than three thousand years. nBy estimate，1/31/2 energy sources, consumed by human, owing to friction and wear。nFrom Leonardo da Vinci (1452-1519)to Sir Jost report in 1960s. Tribology from single, isolated study be

7、comes a research field of systematically study of friction, lubrication and wear10Main Areas in TribologynFriction (摩擦)nWear(磨损)nLubrication(润滑)Leonardo da Vinci秦始皇兵马俑铜车马的1号车Researchtextured surface Sample of textured surface under microscopeWithout texture，friction coefficient 0.06910v 15min, With

8、texture，deepness 3 m friction coefficient 0.031square textureDouble layer 1Double layer 2Surface texture 表面织构表面织构Surface texture by laserType of texture，a-triangle，b-square，c-circle；1-convexly，2-concave Surface textureBearings, pistonrings 17Part one, Theory of tribology. Introduction、solid surface,

9、 friction and wear nIncluding surface topography parameters, surface structure, surface properties.nlubricant and its properties , basic friction theory and wear measuring methods。nwear mechanism、law of wear, wear measurement and anti-wear design，wear type classify, wear mechanism, wearing procedure

10、 and pattern, conversion of wear , calculation of wear, and experimental method of wear and friction, as well as testing device。General methods of the friction state analysis, wear-out failure analysis, antifriction, antiwear analysis.Main contents of Automotive Tribology 18Part two, lubrication the

11、ory nIncluding Reynolds equation, lubrication design of typical elements, General numerical methods for lubrication calculation, conversion of lubrication state，namely：from fluid lubrication to elasto- hydrodynamic lubrication, from elasto- hydrodynamic lubrication to thin-film lubrication, effects

12、of rarefied gas , failure of lubrication and boundary lubrication。 Main contents of Automotive Tribology 19nFriction is one of three major parts of tribology. Friction phenomenon is also the earliest phenomenon observed by human beings。nthe friction theory studies the friction surface morphology(形态)

13、, texture, contact status, layer of friction surface.Introduction of the friction theory20Chapter one- friction surface analysisnSurface topography properties and statistical approach. Surface error in geometrical form, surface roughness and surface topography statistical parameter。nAnalyzing the fr

14、iction surface properties, such as, wetting angle, surface energy and surface adsorption。nAnalyzing the contact problem of roughened surface 。By introduce contact area, contact model，to analyze the contact stress, contact deformation in the contact elements along its deepness，which involve statistic

15、s, Physical chemistry, materials science and elasticity.nIntroduction of the friction status and the methods of how to distinguish the different friction status. 21Real surfaceairBase metalBase metalWork-hardened layerAdsorbed gasBieby layerOxideinclusion22Chapter one, Analysis of friction surfacen1

16、.1 Surface topography parameters and statisticsnsurface topography（表面形貌） surface topography ，also know as, surface geometry characteristic，it indicate the micro-, unregular geometrical shape of the components surface, such as, roughness粗糙度, waviness波度、form error形状误差 ,texture纹理, and so on 。23n1.1.1 g

17、eometrical form error of surface24(a) form error(形状偏差) (b) waviness(波纹度) (c) roughness(粗糙度)图1.1 Real Surface profile (实际表面轮廓) The surface geometrical characteristic pay important role in the friction, wear and lubrication under mixture lubrication(混合润滑) and dry contact condition （干摩擦）roughnesswavine

18、ssform errorReal Surface profilePartial enlarged view (real surface profile)(geometrical profile)261Macro-geometrical form error（宏观几何形状误差）nMacro-geometrical form error又称为surface form error（表面形状偏差），主要是用不直度、不平度表示平面几何形状误差。n不直度是指在指定方向上，其实际的轮廓线与理论直线的直度偏差，当用刀形样板平尺进行校验时，刀口与被检表面的最大空隙b，即为所检范围内的不直度。n不平度是指整个平面

19、各方向上所存在的最大不直度，如图1.1a所示。波距l大于10mm的偏差属于形状偏差。271Macro-geometrical form error（宏观几何形状误差）n对圆柱形表面，在垂直于轴线的横剖面内最典型的误差有椭圆度，通过轴线的纵剖面内，最典型的误差有鼓形度、鞍形度、弯曲度和圆锥度。 鼓形度鞍形度弯曲度圆锥度282 Surface waviness 表面波纹度n表面波纹度又称为中间几何形状误差，是一种比宏观几何形状误差范围更小的误差，通常采用波纹度表示，它是在表面上周期性重复出现的一种几何形状误差，如图1.1b所示。波距l在110mm间属于波纹度范围。 293 Micro-geomet

20、rical form error 微观几何形状误差n表面微观几何形状误差又称为surface roughness（表面粗糙度），不象表面波纹度那样有明显的周期性，其波距l小于1mm以下，如图1.1c所示。微观几何形状误差越大，表面越粗糙。一般来说，表面粗糙是影响摩擦性能最重要的表面几何形状特征。n综上所述，表面粗糙度、波纹度和形状偏差三者的区别，通常以两波峰或波谷的距离（波距）的大小来区别。一般而言，波距大于10mm的属于形状偏差；波距在110mm间属于波纹度范围；波距小于1mm的属于表面粗糙度范围。如图1.1所示，将图1.1a、b、c叠加到一起，就是表面的实际情况。 30(a) form e

21、rror(形状偏差) (b) waviness(波纹度) (c) roughness(粗糙度)图1.1 Real Surface profile (实际表面轮廓) roughnesswavinessform errorReal Surface profilePartial enlarged view 311.1.2 表面粗糙度 surface roughness n在摩擦学中，最重要，也是常用的表面形貌参数是表面粗糙度，它取表面上某一个截面的外形轮廓曲线来表示。根据表示方法的不同可分为一维、二维和三维的形貌参数。n一维形貌通常用profile curve（轮廓曲线）的高度参数来表示，如图1.2

22、所示。它描绘出沿截面水平方向（x方向）上轮廓高度z的起伏变化。选择轮廓的平均高度线亦即中心线为x轴，使轮廓曲线在x轴上下两侧的面积相等。32图1.2 surface profile curve（表面形貌轮廓）与supporting plane参数示意图真实表面属于三维几何形态，可用直角坐标系真实表面属于三维几何形态，可用直角坐标系( (图图1)1)描述。描述。xyxy为工作表面为工作表面,z,z为表面高度坐标轴。为表面高度坐标轴。1.3 Three dimensional surface topography （三维表面形貌）（三维表面形貌）一维形貌常用轮廓曲线的高度参数来表示。某一截面的表面

23、轮廓平均高度线(中线)为x坐标轴(图2)（一维表面形貌参数） （1）profile arithmetic average deviation（轮廓算术平均偏差） Ra or center line average (中心线平均值) CLA 0111nLaiiRz x dxzLn（2）profile root mean square deviation（轮廓均方根偏差）RMS Rq ornLdxniiLzxz1202（3）maximum distance between peak and dip（最大峰谷距） Rmax 在测量范围内最高峰与最低谷之间的高度差，它表示表面粗糙度的最大起伏量。sty

24、lus method探针法38n支承面曲线是根据表面粗糙度图谱绘制的。理论的支承面曲线如图1.2所示 。 支承曲面主要用于计算实际接触面积。实际接触面积是名义接触面积的很小一部分，有时可以用下面的函数来表示两者的关系：（4） supporting plane （支承面曲线)vnrRabAAmax39表1.1 部分常用加工表面的计算支承面百分比的参数精度等级最大峰谷距Rmaxbv加工方法5370.4 1.0 2.12.2铣削车削6180.50.60.91.41.62.0铣削内圆磨平面磨车削789.40.60.60.91.01.81.42.0铣削外圆磨内圆磨平面磨车削84.70.70.91.11.

25、62.02.01.61.9珩磨外圆磨内圆磨平面磨抛光车削40（5）mean base line intercept (中线截距平均值) Sma中线截距平均值是轮廓与中心线各截点之间的截距Sm在测量长度内的平均值，它反映了粗糙峰的疏密程度。如图1.2所示。101101iimSS41图1.3 不同轮廓的Ra和值二维形貌参数 1gradient aqzz坡度或表面轮廓曲线上各点坡度即斜率dxdzz 绝对值的算术平均值或者均方根值 (a)坡度(b) 坡度分布密度曲线图1.4坡度及其分布密度曲线43aCaCqC各个粗糙峰顶曲率的算术平均值或者均方根值 峰顶曲率的算术平均值qC均方根值 反映粗糙峰的尖、平

26、状态 aCqC值越大则粗糙峰越尖，反之则平坦(三维形貌参数) 1、Two dimensional profile curve 如图 1.5所示通过一组间隔很密的二维轮廓曲线来表示形貌的三维变化。 图 1.5二维轮廓曲线452、contour map图1.6 等高线图(等高线图)3、 autocorrelation of the surface profile1.1.3 Statistical parameter of surface topography1、height distribution function2、deviation of the height distribution fu

27、nction 将profile curve (轮廓曲线)上各点的height (高度)、wavelength (波长)、gradient (坡度) or curvature (曲率)等用probability density distribution function (概率密度分布函数) 机械加工的表面形貌包含着periodic variation and random variation(周期变化和随机变化)两个组成部分，因此采用形貌统计参数比用单一形貌参数来描述表面几何特征更加科学和反映更多的信息。 (表面形貌的统计参数表面形貌的统计参数)(高度分布函数 )(分布曲线的偏差)(表面轮廓的

28、自相关函数)(高度分布函数) 以平均高度线为X轴，轮廓曲线上各点高度为z。 找出轮廓高度平均线 取适当的z，用它将高度等分； /iLi L/iLi L在各个高度zj上先求出“支承率”=，则分布函数F(zj)=1-支承率=1-求概率密度 Fig 1.7the height distribution function density curve1、height distribution function粗糙高度分布密度曲线48Fig 1.8 Asperities head radius distribution density curve峰顶半径分布密度曲线分布曲线的偏差 （1）Skewness

29、S (偏态) 偏态是衡量分布曲线偏离对称位置的指标，它的定义 331 Szz dzS=0为对称态，S0为上偏，S0为下偏。（2）kurtosis K (峰态)峰态表示分布曲线的尖峭程度。定义为 441Kzz dzK=3为正态，K3为低峰态，K3为尖峰态。图1.9 偏态 图1.10 峰态2、deviation of the height distribution function表面轮廓的自相关函数自相关函数的无量纲形式变为 20*lRlRlRlR对于一条轮廓曲线来说，它的自相关函数是各点的轮廓高度与该点相距一固定间隔l处的轮廓高度乘积的数学期望（平均）值。 )()()(lxzxzElR 自相关

30、函数可以分为两部分：函数的衰减表明相关性随l的增加而减小，它代表轮廓的随机分量的变化情况；函数的振荡分量反映表面轮廓周期性变化因素。3、 autocorrelation of the surface profile( )( )()R lE z xz x52图1.11 典型的自相关函数1、profile arithmetic average deviation Ra (算数平均偏差) nLdxniiLzxz1202 331 Szz dz 441Kzz dz 0111nLaiiRz x dxzLn2、 profile root mean square deviation (均方根偏差)3、 Ske

31、wness S (偏态)4、kurtosis K (峰态)概率密度分布函数 221exp()22zz541.2 Surface and internal structure of tribology parts During the friction procedure, because of the friction force and friction heat, the surfaces will change continuously. Surface topography and microscopic contact situation changes constantly in

32、the friction, at the same time, the adsorption film (吸附膜)and oxidation film (氧化膜) of friction surface will be rupturing(破裂), regenerating (再生) and transferring(转移). This has a great influence on the surface friction and wear performance. Tribological properties of the solid surface directly affected

33、 by the surface morphology (形态), in addition to geometric morphology, the surface physical and chemical state is the important factors that control the tribological behavior and process. 551.2.1 The surface structure of metal (金属表面结构)n金属表面在加工过程中表层组织结构将发生变化，使表面层由若干层次组成。典型的金属表层结构如图1.12所示。n金属基体之上是变形层，它

34、是材料的加工强化层，总厚度为数十微米，由重变形层逐渐过渡到轻变形层。变形层之上是贝氏层（Bielby layer），它是由于加工中表层熔化、流动，随后骤冷而形成的非晶或者微晶质层。氧化层是由于表面与大气接触经化学作用而形成的，它的组织结构与氧化程度有关。最外层是环境中气体、液体极性分子和固体颗粒与表面形成的吸附膜或污染膜。 图1.12 金属表层结构561.2.2 The characteristics of internal structure of metals (金属材料的内部结构特征)n材料内部结构决定了摩擦表面的特性，因此有必要对摩擦材料的内部结构组成进行必要的研究，以帮助理解摩擦现象

35、的机理和本质。 571 The structure of metals (金属结构)n金属及其合金是由原子或分子所组成的物质聚集体。通常金属在固态下都是晶体，其原子有规则的排列。这种具有一定几何形状的排列的结构被称为称为空间晶格。大部分的金属晶体属于下列三种晶格形式： (a)体心立方晶格 (b) 面心立方晶格 (c) 密排六方晶格图1.13 金属晶格 582Crystal defect (晶体缺陷)n实际晶体中，存在着大量的各种各样的晶体缺陷，随着摩擦条件的改变，由于晶体的交互作用，使得晶体缺陷也在不断地变动。晶体缺陷将影响着金属表面的物理性质、化学性质及力学性质。 59（1）Point de

36、fect (点缺陷) 图1.14 晶体空位 图1.15 间隙原子 60（2）Line defect_dislocation (线缺陷位错) 图1.16 刃型位错 图1.17 螺型位错 61(2)Mixture dislocation (混合位错)n若同时出现刃型位错和螺型位错，则称之为混合位错。金属晶体中的位错大量存在，成网状分布。位错可看成滑移和末滑移的分界线，则晶体的形变可以由位错的运动来实现。如果以完整的晶体来计算屈服强度，则比实验的数据高出一千倍左右，而由位错的运动解释金属晶体的塑性变形就合理得多。 62（3）Plane defect (面缺陷)n金属晶体的缺陷若主要是沿二维方向伸展开

37、来，而在另一维方向上的尺寸变化相对甚小，则成为面缺陷。晶体表面、晶界、亚晶界等都是面缺陷。晶体表面上的一层原子，一面受晶体内面原子的结合作用，另一面则受环境的作用。这种受力的不对称性，必然要求表层原子适当调整它们的分布位置，表层原子的结构就与晶体内部原子的点阵发生偏差，因而晶体完整的周期性受到破坏，晶体表面具有表面张力和表面能，容易吸收外来电子，也易被外部介质所腐蚀。这表明它也是种缺陷。在金属的各种内部界面中，晶界与亚晶界是最重要的一类。金属材料绝大部分是多晶体。 631.2.3 The surface structure of plastics (塑料表面结构)n虽然塑料也是固体材料，并与金

38、属存在一些共性，如在常温下保持固定形状，比重不变，可加工性等。但是，塑料与金属在本质上有着根本区别。特别是，在微观结构两者是完全不同的，因此导致它们的摩擦学性能等也显现出完全不同的特性。图1.18 塑料表层的一般结构641.3 Surface properties of the friction parts (摩擦表面性质)n在摩擦、磨损、润滑过程中，除了表面的几何形状影响摩擦、磨损、润滑特性外，金属表面的物理、化学以及力学性能的影响也是很大的。 651.3.1 wetting angle (润湿角)n在各种表面性质中，与摩擦学密切相关的主要有表面能、吸附效应和表面氧化等。n产生新表面所做的功

39、表现为表面能。液体表面分子由于表面能的作用，有从表面进入内部的趋势，这种使液面自动收缩而减少表面积的力称为表面张力。 66n固体的表面能还无法直接测量，但可通过与液体的接触形状推断出来。如图1.19所示，液滴在固体表面上呈现出一定的contact (接触角)或称wetting angle(润湿角)，它是固液界面与液体表面在交点处的切平面之间的夹角。当润湿角max。由于材料疲劳现象直接与应力变化量有关，所以ISO（国际标准化组织）和AFBMA（美国减摩轴承制造商协会）提出的滚动轴承接触疲劳计算都采用最大正交剪应力准则。 85（3）Criterion of the maximum surface

40、shear stress (最大表面剪应力准则)n通常接触表面上最大剪应力作用在椭圆对称轴的端点。例如，当滚动方向与椭圆短轴一致时，最大表面剪应力作用在长轴的端点，在滚动过程中它按脉动应力变化。n 虽然表面剪应力的数值小于最大剪应力和正交剪应力，但由于表面缺陷和滚动中的表面相互作用，使疲劳裂纹出现于表面和表面剪应力的影响大大加强。 86（4） Criterion of the equivalent stress (等效应力准则)n滚动过程中材料储存的能量有两种作用，即改变体积和改变形状。后者是决定疲劳破坏的因素，按照产生相同的形状变化的原则，将复杂的应力状态用一个等效的脉动拉伸应力来代替。 2

41、222222321zxyzxyxzzyyxe87stress state of contact (接触体的应力状态)n正应力x，y和z为负值即压应力。 n正交剪应力xy的正负符号取决于各点位置坐标x和y乘积的符号。n正交剪应力zx的正负符号取决于位置坐标x的符号，在远离接触中心和x=0处，其数值为零。n接触表面上的应力状态比较复杂。 881.4.3 Contact analysis of real surface (粗糙表面的接触分析)n实际表面上粗糙峰顶的形状通常是椭圆体。由于椭圆体的接触区尺寸远小于本身的曲率半径，因而粗糙峰可以近似地视为球体，两个平面的接触可视为一系列高低不齐的球体相接触

42、。在分析粗糙表面接触时，通常采用这种模型。1Single asperity contact (单峰接触)球接触赫兹理论 23213131223443169REWEWRaREW单个粗糙峰在弹性接触时的实际接触面积为几何接触面积的一半。实际接触面积ARaA2几何接触面积A0 AReA222090图1.30 单峰弹性接触2Ideal surface contact (理想表面的接触)理想粗糙表面是指表面为许多排列整齐的曲率半径相同和高度相同的粗糙峰组成，同时，各峰承受的载荷和变形完全一样，而且相互不影响。载荷与总的实际接触面积的关系为23212334ARnEW发生塑性变形时，载荷可表示为AWs2实际

43、接触面积与载荷成线性关系。当变形为弹性时，实际接触面积与载荷的2/3次幂有关。 92图1.31 等高球形粗糙表面的接触3 Real surface contact (实际粗糙表面的接触)实际表面的粗糙峰高度是按照概率密度函数分布的，因而接触的峰点数亦应根据概率计算。两个粗糙表面在弹性接触状态下， hRnEWhnRAhnmexp34expexp2321实际接触面积和接触峰点数目都与载荷成线性关系。 两表面处于塑性接触状态时 dzzhznRWdzzhznRAhsh22实际接触面积与载荷为线性关系，而与高度分布函数(z)无关。 94图1.32 两粗糙表面的接触结论：实际接触面积与载荷的关系取决于表面

44、轮廓曲线和接触状态。 961.5 State of the friction (摩擦状态)根据不同摩擦机理和特征，一般的摩擦状态可以分为：n（1）Hydrodynamic lubrication (流体动压润滑)；n（2） Hydrostatic lubrication (流体静压润滑)；n（3） Elasto-hydrodynamic lubrication (弹性流体动压润滑,简称弹流润滑) ；n（4）Thin-film lubrication (薄膜润滑)；n（5）Boundary lubrication (边界润滑)；n（6）Dry friction (干摩擦) 状态等六种基本状态。9

45、7表1.2 各种摩擦状态的基本特征摩擦状态典型膜厚摩擦膜形成方式应用流体动压润滑1100m由摩擦表面的相对运动所产生的动压效应形成流体润滑膜中高速下的面接触摩擦副，如滑动轴承液体静压润滑1100m通过外部压力将流体送到摩擦表面之间，强制形成润滑膜低速或无速度下的面接触摩擦副，如滑动轴承、导轨等弹性流体动压润滑0.11m与流体动压润滑相同中高速下点线接触摩擦副，如齿轮、滚动轴承等薄膜润滑10100nm与流体动压润滑相同低速下的点线接触高精度摩擦副，如精密滚动轴承等边界润滑150nm润滑油分子与金属表面产生物理或化学作用而形成润滑膜低速重载条件下的高精度摩擦副干摩擦110nm表面氧化膜、气体吸附膜

46、等无润滑或自润滑的摩擦副981.E-041.E-031.E-021.E-011.E+001.E+011.E+021.E+03厚度（m）单分子吸附层薄膜边界膜弹流膜流体润滑膜研磨表面均方根值粗加工表面均方根值图1.33 各摩擦层厚度与粗糙度高度99图1.34 摩擦系数的典型值100图1.35 Streibeck曲线滑动摩擦滑动摩擦定律（摩擦三定律）滑动摩擦理论Bowden和Tabor指出：1）当一对金属摩擦副滑动时，接触点上的压力很高，引起接触点的局部熔合；一旦发生表面滑动，接触点之间产生剪切作用，这就产生了摩擦力。可用来解释金属和陶瓷的摩擦。2）相对滑动中接触表面的微变形、硬微突体在软表面上犁

47、削产生的塑性变形、滑动界面捕捉的磨粒在表面上的宏观变形、粘弹性材料（如聚合物）的弹性滞后损失等将消耗一定的能量。假定滑动时的粘着和变形相互独立且其效应可以叠加，总摩擦力Fi等于剪切粘着点所需力Fa与产生变形所需力Fd之和，Fi Fa Fd 或i a d对于聚合物（尤其是粘弹性材料）和粗糙表面来说， d将是摩擦系数的重要部分。粘着理论和变形理论有明显的区别，二者之间没有相互影响的假设过于简单。这两种情况下都有局部变形，且摩擦力的大小还受到接触表面的物理化学性质、载荷、相对滑动速度、温度等因素的影响。粘着和变形之间可能存在着连续的相互影响。粘着摩擦理论两个金属表面相互接触，接触起始于微凸体顶端，微

48、凸体的变形支撑着载荷，接触点呈离散状态。物理或化学作用使贴近的微凸体产生粘着接触，当界面有相对运动时，接触点的粘着部位产生剪切，形成一定的切向阻力。最薄弱的粘着点将被剪断，断口要么微凸体接触界面，要么位于某个的微凸体中。接触点被剪断后，又迅速产生新的接触点。因为，粘着来自接触表面的分子力，所以粘着力与分子具有相似特性，微凸体接触界面的强度与基体材料的强度相近，滑动剪切作用将撕扯出一些碎片。摩擦力取决于基体材料的抗剪强度。若硬金属表面有一层软、薄的金属膜In、Pb、Cu、Au、Ag滑动轴承衬材料减摩的原理，是新型润滑剂研制的理论依据轴承巴氏合金层2 mm，越薄效果越好。实际使用要考虑其他问题实例

49、：滑动轴承润滑油添加剂（油脂中加入微米铜粉、油中加入 纳米铜粉）航天、航空的滚动轴承防护存在问题降低犁沟力的对策降低表面粗糙度选用硬度相近的材料从界面清除磨屑和污染颗粒Suh的蚀刻修整技术，滑动过程中界面上的磨粒掉入凹坑，不参与界面的犁沟摩擦。Friction at Dry Sliding Interface Undulated Surface for Elimination of Particles滚动摩擦机理滚动摩擦机理滚动摩擦的分类纯滚动或自由滚动：在滚动体之间不出现相对滑动。这种滚动可以看作是纯滚动，也称自由滚动有表面牵引力的滚动.纯滚动的物理分析以车轮为研究对象，分析物体受到的力。当

50、轮在水平地面上，不受外力，静止不动时物体与地面的形变都是左右对称的，物体受到竖直向下的重力G，地面给它的支持力。将支持力简化到一个点上，得到力N。物体处于平衡状态，所以N和G两个力大小相等，方向相反，在同一直线上。当物体受到一个水平推力时，物体与地面的接触部分，为偏右侧的一段“弧线”。则物体所受的支持力，分布在右侧的这段弧线上，且总是与支持面垂直。将此力系简化到一个点A上。这样就得到力N。沿竖直方向和水平方向分解N，得Nx、Ny。实际上，N与竖直方向的夹角极小，所以Nx极小；且圆心正下方的B点到Nx作用线的距离很小，故Nx对B点的力矩近似为零。Ny与G大小相等，方向相反，不在同一直线上，是一对