1、 摩擦學基礎摩擦學基礎宋寶玉宋寶玉 主講主講 2013-03-10材料學材料學物理化學物理化學機械學機械學力學力學納米科學納米科學生物醫學生物醫學摩擦學是摩擦學是交叉學科交叉學科本課程的學習方法本課程的學習方法課堂講授課堂講授課后自學課后自學網上閱讀相關文獻網上閱讀相關文獻是以實驗科學為基礎是以實驗科學為基礎建立起來的理論建立起來的理論很不完善很不完善 第一章第一章 摩擦表面分析摩擦表面分析 固體表面的摩擦學性能直接受到表面形態的影固體表面的摩擦學性能直接受到表面形態的影響，除幾何形貌之外，表面物理與化學狀態也是控響，除幾何形貌之外，表面物理與化學狀態也是控制摩擦學行為和過程的重要因素。制摩擦

2、學行為和過程的重要因素。 1.1 摩擦表面與內部結構摩擦表面與內部結構1.1.1 金屬表面結構金屬表面結構 金屬表面在加工過程中表層組織結構將發生變化，金屬表面在加工過程中表層組織結構將發生變化，使表面層由若干層次組成。使表面層由若干層次組成。 如果摩擦溫度超過金如果摩擦溫度超過金屬的結構轉變溫度，由于屬的結構轉變溫度，由于表面上的高壓力和環境介表面上的高壓力和環境介質的作用，將產生特殊的質的作用，將產生特殊的相變或結構轉變。相變或結構轉變。 例如，合金鋼在摩擦例如，合金鋼在摩擦過程中其表層產生一種特過程中其表層產生一種特殊的貝氏體，它不僅具有殊的貝氏體，它不僅具有很高的硬度還有一定的塑很高的

3、硬度還有一定的塑性。性。 1.1.2 金屬材料的內部結構特征金屬材料的內部結構特征1.金屬結構金屬結構 金屬及其合金是由原子或分子所組成的物質聚集體。通金屬及其合金是由原子或分子所組成的物質聚集體。通常金屬在固態下都是晶體，其原子有規則地排列。這種常金屬在固態下都是晶體，其原子有規則地排列。這種具有一定幾何形狀的排列結構稱為空間晶格。具有一定幾何形狀的排列結構稱為空間晶格。 大部分的金屬晶體屬于下列三種晶格形式：大部分的金屬晶體屬于下列三種晶格形式： 體心立方晶格的晶胞是由體心立方晶格的晶胞是由8個角原子構成的立方體，在個角原子構成的立方體，在立方體的中心還有一個原子，共有立方體的中心還有一個

4、原子，共有9個原子。個原子。 屬于這種晶格的金屬有鐵屬于這種晶格的金屬有鐵(910，-Fe)、鉻、鉻(Cr)、鉬、鉬(Mo)、鎢、鎢(W)、釩、釩(V)等。等。 （1）體心立方晶格）體心立方晶格（2）面心立方結構）面心立方結構 面心立方晶格的晶胞是由面心立方晶格的晶胞是由8個角原子構成的立方體，在立個角原子構成的立方體，在立方體每一面的中心還各有一個原子，共有方體每一面的中心還各有一個原子，共有14個原子。個原子。 屬于這種晶格的金屬有鋁屬于這種晶格的金屬有鋁(A1)、銅、銅(Cu)、鎳、鎳(Ni)、鉛、鉛(Pb)、金金(Au)、銠、銠(Rh)、-Fe、-Co、-Mn等。等。 （3）密排立方結

5、構）密排立方結構 密排六方晶格的晶胞，由密排六方晶格的晶胞，由12個角原子所構成的簡單六方體個角原子所構成的簡單六方體上下兩個方形面的中心各有一個原子，而且在兩個方形面的中上下兩個方形面的中心各有一個原子，而且在兩個方形面的中間還有間還有3個原子，共有個原子，共有17個原子。個原子。 屬于這類晶格的金屬有鈹屬于這類晶格的金屬有鈹(Be)、鎂、鎂(Mg)、鎘、鎘(Cd)、-Ti、-Co等。等。 晶粒：晶粒：每個小晶體的外形多為不規則的顆粒狀。每個小晶體的外形多為不規則的顆粒狀。 晶界：晶界：晶粒與晶粒之間的界面。晶粒與晶粒之間的界面。 單晶體：單晶體：晶體的內部晶格位向完全一致。晶體的內部晶格位

6、向完全一致。 多晶體：多晶體：由多晶粒組成的晶體，且過渡晶界處的原子排由多晶粒組成的晶體，且過渡晶界處的原子排列是不規則的。列是不規則的。 晶粒的尺寸：晶粒的尺寸：在鋼鐵材料中一般為在鋼鐵材料中一般為10-310-1mm，必須在，必須在顯微鏡下才能看到。顯微鏡下才能看到。 2. 晶體缺陷晶體缺陷 實際晶體中存在著大量的各種各樣的晶體缺陷。實際晶體中存在著大量的各種各樣的晶體缺陷。 隨著摩擦條件的改變，由于晶體的交互作用，使得晶體缺隨著摩擦條件的改變，由于晶體的交互作用，使得晶體缺陷也在不斷地變動。陷也在不斷地變動。 晶體缺陷將影響著金屬表面的物理性質、化學性質及力學晶體缺陷將影響著金屬表面的物

7、理性質、化學性質及力學性質。性質。 能量起伏：能量起伏：在晶體中，原子在其平衡位置上作高頻率的熱在晶體中，原子在其平衡位置上作高頻率的熱振動，振動能量經常變化，此起彼落。振動，振動能量經常變化，此起彼落。 空位：空位：在一定溫度下，任何瞬間晶體中總有某些原子因具在一定溫度下，任何瞬間晶體中總有某些原子因具有高振動能量而脫離其平衡位置，使晶體內留下一個空結點。有高振動能量而脫離其平衡位置，使晶體內留下一個空結點。 間隙原子：間隙原子：如果晶體表面上的一個原子跑到晶體內的間隙如果晶體表面上的一個原子跑到晶體內的間隙位置，晶格內部就多了一個原子。位置，晶格內部就多了一個原子。 (1)點缺陷點缺陷1）

8、刃型位錯）刃型位錯 按圖中所示的剪切應力方向滑移。在晶體中部的按圖中所示的剪切應力方向滑移。在晶體中部的b處便出處便出現一個半原子面現一個半原子面abcd。 半原子面下端半原子面下端bc附近原子排列的規則性破壞了，發生了彈附近原子排列的規則性破壞了，發生了彈性畸變，畸變是以性畸變，畸變是以bc線為中心展開的，越靠近中心部分畸變越線為中心展開的，越靠近中心部分畸變越大，遠離中心的部位則基本上不存在畸變，所以這種缺陷可看大，遠離中心的部位則基本上不存在畸變，所以這種缺陷可看成是一維的。成是一維的。 （2）線缺陷）線缺陷位錯位錯2）螺型位錯）螺型位錯 將晶體沿將晶體沿ABCD面局部地切開使上下兩部分

9、晶體相對移動面局部地切開使上下兩部分晶體相對移動(撕開撕開)一個原子間距，一個原子間距，BC右邊晶體的上層原子與下層原于相對右邊晶體的上層原子與下層原于相對移動了一個原子間距。移動了一個原子間距。 這里的原子平面被扭成了螺旋面，這里的原子平面被扭成了螺旋面，BC為位錯線。為位錯線。 3）混合位錯）混合位錯 若同時出現刃型位錯和螺型位錯，則稱之為混合位錯。若同時出現刃型位錯和螺型位錯，則稱之為混合位錯。 金屬晶體中的位錯大量存在，呈網狀分布。位錯可看成滑金屬晶體中的位錯大量存在，呈網狀分布。位錯可看成滑移和未滑移的分界線，則晶體的形變可以由位錯的運動實現。移和未滑移的分界線，則晶體的形變可以由位

10、錯的運動實現。 如果以完整晶體計算屈服強度，則比實驗數據高出一千倍如果以完整晶體計算屈服強度，則比實驗數據高出一千倍左右，而由位錯的運動解釋金屬晶體的塑性變形就合理得多。左右，而由位錯的運動解釋金屬晶體的塑性變形就合理得多。 （3）面缺陷）面缺陷 金屬晶體的缺陷若主要沿二維方向伸展開來，而在另一維金屬晶體的缺陷若主要沿二維方向伸展開來，而在另一維方向上的尺寸變化相對甚小，則成為面缺陷。方向上的尺寸變化相對甚小，則成為面缺陷。 晶體表面、晶界、亞晶界等都是面缺陷晶體表面、晶界、亞晶界等都是面缺陷。 晶體表面上的一層原子一面受晶體內面原子的結合作用，晶體表面上的一層原子一面受晶體內面原子的結合作用

11、，另一面則受環境的作用。這種受力的不對稱性必然要求表層原另一面則受環境的作用。這種受力的不對稱性必然要求表層原子適當調整它們的分布位置，表層原子的結構就與晶體內部原子適當調整它們的分布位置，表層原子的結構就與晶體內部原子的點陣發生偏差，因而晶體完整的周期性受到破壞。子的點陣發生偏差，因而晶體完整的周期性受到破壞。 1.1.3 塑料表面結構塑料表面結構 共性：共性： 在常溫下保持固定形狀，相對密度不變，可加工性好等。在常溫下保持固定形狀，相對密度不變，可加工性好等。塑料與金屬的共性與區別塑料與金屬的共性與區別 區別：區別：金屬：金屬：由元素的原子以點陣形式由元素的原子以點陣形式構成，每個晶胞只有

12、不多幾個原構成，每個晶胞只有不多幾個原子；金屬晶胞間的結合力為金屬子；金屬晶胞間的結合力為金屬鍵與共價鍵；一般把金屬看作剛鍵與共價鍵；一般把金屬看作剛體或彈性體。體或彈性體。塑料：塑料：由大分子組成，每個大分子有數萬到十幾萬個原子；由大分子組成，每個大分子有數萬到十幾萬個原子；塑料大分子間的結合力為范德華力；而塑料為粘彈性體。塑料大分子間的結合力為范德華力；而塑料為粘彈性體。 塑料的表面也和金屬表面一樣，通常很容易被污染，其表塑料的表面也和金屬表面一樣，通常很容易被污染，其表面被各種各樣的污染物與吸附物所覆蓋。面被各種各樣的污染物與吸附物所覆蓋。 塑料一般都是多組分的，在其中混有填料、改性原料

13、、增塑料一般都是多組分的，在其中混有填料、改性原料、增塑劑、穩定劑，潤滑劑等。這些材料往往聚集在表層。塑劑、穩定劑，潤滑劑等。這些材料往往聚集在表層。 用金屬模具制成的零件表面還有脫模劑等。用金屬模具制成的零件表面還有脫模劑等。1.2 摩擦表面性質摩擦表面性質 在摩擦、磨損、潤滑過程中，除了表面的幾何形狀在摩擦、磨損、潤滑過程中，除了表面的幾何形狀影響摩擦、磨損、潤滑特性外，金屬表面的物理、化學影響摩擦、磨損、潤滑特性外，金屬表面的物理、化學以及力學性能的影響也是很大的。以及力學性能的影響也是很大的。 液滴在固液滴在固-氣界面呈現出一定的接觸角或潤濕角氣界面呈現出一定的接觸角或潤濕角，它是固，

14、它是固-液液界面與液界面與液-氣界面在交點處的切平面之間的夾角。氣界面在交點處的切平面之間的夾角。 當潤濕角當潤濕角90o時，將不能潤濕。時，將不能潤濕。 潤滑劑在摩擦表面上的潤濕角顯著影響潤滑性能。潤濕角越潤滑劑在摩擦表面上的潤濕角顯著影響潤滑性能。潤濕角越大，則接觸能量越小，越容易將液體從固體表面上分離。大，則接觸能量越小，越容易將液體從固體表面上分離。 1.2.1 潤濕角潤濕角 由于固體表面具有一定的表面張力，且在加工成型過程中由于固體表面具有一定的表面張力，且在加工成型過程中形成的許多晶格缺陷使表面的原子處于不飽和或不穩定狀態，形成的許多晶格缺陷使表面的原子處于不飽和或不穩定狀態，空氣

15、中的空氣中的O2、N2、CO2等氣體通過自由分子運動對金屬表面的等氣體通過自由分子運動對金屬表面的撞擊，以及潤滑油的極性基團等都容易產生吸附，而使表面形撞擊，以及潤滑油的極性基團等都容易產生吸附，而使表面形成各種膜。成各種膜。 表面吸附效應對于邊界潤滑和干摩擦狀態都是十分重要的。表面吸附效應對于邊界潤滑和干摩擦狀態都是十分重要的。 吸附膜吸附膜：物理吸附膜、化學吸附膜。：物理吸附膜、化學吸附膜。 反應膜反應膜：氧化膜、化學反應膜。：氧化膜、化學反應膜。 1.2.2 表面吸附表面吸附 當氣體或液體與固體表面接觸時，由于分子或原子相互吸當氣體或液體與固體表面接觸時，由于分子或原子相互吸引的作用力而

16、產生的吸附叫做物理吸附。引的作用力而產生的吸附叫做物理吸附。 1.物理吸附物理吸附 圖示為硬脂酸分子吸附圖示為硬脂酸分子吸附在表面的示意圖。在表面的示意圖。 被吸附的分子一般是可被吸附的分子一般是可極化的，其氧、氫的正、負極化的，其氧、氫的正、負離子與金屬的表面負、正離離子與金屬的表面負、正離子相吸附。子相吸附。 物理吸附一般是在常溫、物理吸附一般是在常溫、低速、輕載條件下形成。低速、輕載條件下形成。 物理吸附與解附是完全物理吸附與解附是完全可逆的。可逆的。 由于極性分子的有價電子與基體表面的電子發生交換而產由于極性分子的有價電子與基體表面的電子發生交換而產生的化學結合力，使極性分子定向排列，

17、吸附在金屬表面所形生的化學結合力，使極性分子定向排列，吸附在金屬表面所形成的吸附膜叫做化學吸附膜。成的吸附膜叫做化學吸附膜。 2.化學吸附化學吸附 圖示為硬脂酸與表圖示為硬脂酸與表面氧化鐵在有水的條件面氧化鐵在有水的條件下所形成的金屬皂膜的下所形成的金屬皂膜的示意圖。示意圖。 化學吸附膜比物理化學吸附膜比物理吸附膜穩定得多，并且吸附膜穩定得多，并且是在同樣條件下是不可是在同樣條件下是不可逆的，需在高溫下才能逆的，需在高溫下才能解附。解附。 化學吸附一般在中化學吸附一般在中等載荷、中等滑動速度等載荷、中等滑動速度及中等溫度條件下形成。及中等溫度條件下形成。 金屬表面在加工過程中新生面一旦暴露則很

18、快就與大氣中金屬表面在加工過程中新生面一旦暴露則很快就與大氣中的氧起化學吸附作用而形成金屬氧化膜。的氧起化學吸附作用而形成金屬氧化膜。 3.氧化膜氧化膜圖示為鐵表面氧化膜的構造圖示為鐵表面氧化膜的構造 金屬表面氧化膜的存在有利金屬表面氧化膜的存在有利于防止金屬表面與外界直接接觸，于防止金屬表面與外界直接接觸，如氧化鐵表面根據溫度不同可形如氧化鐵表面根據溫度不同可形成三種穩定的氧化物：成三種穩定的氧化物：FeO、Fe3O4、Fe2O3。其中。其中Fe3O4(磁鐵磁鐵體體)和和FeO(方鐵體方鐵體)有利于減少磨有利于減少磨損，而損，而Fe2O3(赤鐵體赤鐵體)則起磨粒作則起磨粒作用，使磨損增大。用

19、，使磨損增大。 薄的氧化膜強度較高，有利薄的氧化膜強度較高，有利于阻止表面間發生粘著。隨著氧于阻止表面間發生粘著。隨著氧化膜的厚度增大，將使膜的強度化膜的厚度增大，將使膜的強度下降，在摩擦力的作用下易脫落下降，在摩擦力的作用下易脫落成磨粒，對摩擦不利。成磨粒，對摩擦不利。 潤滑劑中的硫、磷、氯等元素與金屬表面進行化學反應，潤滑劑中的硫、磷、氯等元素與金屬表面進行化學反應，二者之間的價電子相互交換而形成一種新的化合物膜層叫做化二者之間的價電子相互交換而形成一種新的化合物膜層叫做化學反應膜。學反應膜。 4.化學反應膜化學反應膜 化學反應膜具有化學反應膜具有高的熔點及低的剪切高的熔點及低的剪切強度，

20、并且比化學吸強度，并且比化學吸附膜和物理吸附膜穩附膜和物理吸附膜穩定得多。這種反應是定得多。這種反應是不可逆的。不可逆的。 化學反應膜一般化學反應膜一般在重載、高溫、高速在重載、高溫、高速的條件下形成。的條件下形成。 當兩個摩擦表面接觸時，由于表面粗糙度的存在，實當兩個摩擦表面接觸時，由于表面粗糙度的存在，實際接觸只發生在占表觀面積的極小部分上。際接觸只發生在占表觀面積的極小部分上。 實際接觸面積的大小和分布對于摩擦磨損起著決定性實際接觸面積的大小和分布對于摩擦磨損起著決定性的影響。的影響。 1.3 粗糙表面的接觸粗糙表面的接觸名義接觸面積名義接觸面積(An) An=ab。輪廓接觸面積輪廓接觸

21、面積(Ap)是物體接觸表面被壓扁部分所形成的面積是物體接觸表面被壓扁部分所形成的面積總和，一般為名義接觸面積的總和，一般為名義接觸面積的5%15%左右。左右。實際接觸面積實際接觸面積Ar是實際接觸部分的微小面積的總和，只占名是實際接觸部分的微小面積的總和，只占名義接觸面積義接觸面積(An)的的 (0.01%0.1%) 。實際接觸面積實際接觸面積(Ar)的大小與分布對表面的摩擦和磨損過程起的大小與分布對表面的摩擦和磨損過程起著決定性的作用。著決定性的作用。 1.3.1 接觸面積與接觸模型接觸面積與接觸模型三種粗糙峰模型，即三種粗糙峰模型，即球體、圓柱體、圓錐體球體、圓柱體、圓錐體在研究表面接觸模

22、型時，必須知道接觸表面粗糙峰的幾何在研究表面接觸模型時，必須知道接觸表面粗糙峰的幾何形狀和尺寸。形狀和尺寸。 接觸狀態大多是處于彈塑性變形的混合狀態接觸狀態大多是處于彈塑性變形的混合狀態。 有時表現為先彈性后塑性，有時則表現為這一部分雖有時表現為先彈性后塑性，有時則表現為這一部分雖處于彈性變形狀態，另一部分卻已達到塑性變形狀態了。處于彈性變形狀態，另一部分卻已達到塑性變形狀態了。 硬度相接近的固體相互接觸與硬度差別很大的固體相硬度相接近的固體相互接觸與硬度差別很大的固體相互接觸的情況是完全不同的。金屬與金屬的接觸屬于前一互接觸的情況是完全不同的。金屬與金屬的接觸屬于前一類，金屬與塑料的接觸屬于

23、后一類。類，金屬與塑料的接觸屬于后一類。 塑料的硬度比金屬低幾十倍，當它們的表面相互接觸塑料的硬度比金屬低幾十倍，當它們的表面相互接觸時，變形基本上只在塑料表面發生。時，變形基本上只在塑料表面發生。 在摩擦學中，要研究固體表面的接觸問題必須熟悉固在摩擦學中，要研究固體表面的接觸問題必須熟悉固體接觸力學。體接觸力學。 也就是說，要了解各種幾何形狀的物體承受任意載荷也就是說，要了解各種幾何形狀的物體承受任意載荷時所產生的應變與應力的性質。時所產生的應變與應力的性質。 這種研究，不僅限于物體表面，常常要達到一定的深這種研究，不僅限于物體表面，常常要達到一定的深度。度。 1.3.2 接觸應力和接觸變形

24、接觸應力和接觸變形兩個球體接觸兩個球體接觸，球的半徑各為，球的半徑各為R1和和R2，壓力為，壓力為W。由于表面局部彈性變形，形成一個半徑為由于表面局部彈性變形，形成一個半徑為a的圓形接觸面積。的圓形接觸面積。作用在接觸面中心的最大接觸應力作用在接觸面中心的最大接觸應力Hmax為平均應力的為平均應力的1.5倍倍 1. 接觸表面的應力接觸表面的應力322121212113114vvEEWaRR3212max2221212111.50.5811HRRWWvvaEE 兩個圓柱體接觸兩個圓柱體接觸，半徑各為，半徑各為R1和和R2，壓力為，壓力為W。由于接觸。由于接觸表面局部彈性變形，形成了表面局部彈性變

25、形，形成了2bL長方形接觸面積。長方形接觸面積。 該面積上的壓力分布是不均勻的，作用在接觸面中線上的該面積上的壓力分布是不均勻的，作用在接觸面中線上的最大接觸應力最大接觸應力Hmax為平均應力為平均應力4/倍。倍。2212121211411vvEEWbLRR12max221212114112HRRWWvvbLLEE 在在球狀接觸球狀接觸中，材料彈性變形范圍內的最大應力中，材料彈性變形范圍內的最大應力pmax與與W之間的關系為之間的關系為 。軸向壓力。軸向壓力pz的分布如下圖。的分布如下圖。 最大剪切應力為最大剪切應力為max=0.47pmax，其深度，其深度z=0.6a，圖為光彈，圖為光彈實驗

26、中實驗中的等高線。的等高線。 2. 接觸體內的應力接觸體內的應力3maxpW 實際表面上粗糙峰頂的形狀通常是橢圓體。由于橢實際表面上粗糙峰頂的形狀通常是橢圓體。由于橢圓體的接觸區尺寸遠小于自身的曲率半徑，因而粗糙峰圓體的接觸區尺寸遠小于自身的曲率半徑，因而粗糙峰可以近似地視為球體。可以近似地視為球體。 兩個平面的接觸可視為一系列高低不齊的球體相接兩個平面的接觸可視為一系列高低不齊的球體相接觸。觸。1.3.3 粗糙表面的接觸分析粗糙表面的接觸分析 當兩個粗糙峰相當兩個粗糙峰相接觸時，在載荷接觸時，在載荷W作作用下產生法向變形。用下產生法向變形。 彈性球體的形狀彈性球體的形狀由圖示的虛線變為實由圖

27、示的虛線變為實線。線。 實際接觸區是以實際接觸區是以a為半徑的圓，而不是為半徑的圓，而不是以以e為半徑的圓。為半徑的圓。 1. 單峰接觸單峰接觸1 /3221 /31 /23 /291 63443WERW RaEW E R 球 受 載 后 在 法 向 的 變 形 量變 形 接 觸 區 的 半 徑法 向 載 荷實際接觸面積實際接觸面積A為為幾何接觸面積幾何接觸面積A0為為 2AaR 2022AeRA 在彈性接觸時的實際接觸面積為幾何接觸面積的一半。在彈性接觸時的實際接觸面積為幾何接觸面積的一半。 兩個彈性體的接觸可以轉換為具有當量曲率半徑兩個彈性體的接觸可以轉換為具有當量曲率半徑R 和當和當量彈

28、性模量量彈性模量E 的彈性球體與剛性光滑平面的接觸。的彈性球體與剛性光滑平面的接觸。對于對于彈性接觸狀態，彈性接觸狀態，實際接觸面積實際接觸面積A與與載荷載荷W的的23次方成正比。這一結論只次方成正比。這一結論只適用于球形粗糙峰均勻分布的情況。適用于球形粗糙峰均勻分布的情況。 2. 理想粗糙表面的接觸理想粗糙表面的接觸32312243EWAn R對于對于塑性接觸狀態，塑性接觸狀態，實際接觸面積與載實際接觸面積與載荷成正比。荷成正比。 2isWnWA 粗糙峰高度按概率密粗糙峰高度按概率密度函數分布。度函數分布。 兩表面粗糙度的均方兩表面粗糙度的均方根值分別為根值分別為 。 中心線間的距離中心線間

29、的距離h 。 轉換為一個光滑的剛轉換為一個光滑的剛性表面和另一個粗糙彈性性表面和另一個粗糙彈性表面接觸。表面接觸。3. 實際粗糙表面的接觸實際粗糙表面的接觸12和2() ( )d2() ( )dhsshAnRzhzzWAnRzhzz 當粗糙峰為塑性接觸時，不論高度分布曲線如何，實際接當粗糙峰為塑性接觸時，不論高度分布曲線如何，實際接觸面積都與載荷成線性關系。觸面積都與載荷成線性關系。 根據不同的摩擦機理和特征，一般的摩擦狀態可以分為根據不同的摩擦機理和特征，一般的摩擦狀態可以分為6 種基本狀態，即：種基本狀態，即：流體動力潤滑狀態；流體動力潤滑狀態；流體靜力潤滑狀態；流體靜力潤滑狀態；彈性流體

30、動力潤滑彈性流體動力潤滑(簡稱彈流潤滑簡稱彈流潤滑)狀態；狀態；薄膜潤滑狀態；薄膜潤滑狀態；邊界潤滑狀態；邊界潤滑狀態；干摩擦狀態。干摩擦狀態。1.4 摩擦狀態摩擦狀態摩擦狀態摩擦狀態典型膜厚典型膜厚摩擦膜形成方式摩擦膜形成方式應用應用流體動力潤滑流體動力潤滑1100 m由摩擦表面的相對運動所產生的由摩擦表面的相對運動所產生的動壓效應形成流體潤滑膜動壓效應形成流體潤滑膜中、高速下的面接觸摩擦副，如中、高速下的面接觸摩擦副，如滑動軸承滑動軸承液體靜力潤滑液體靜力潤滑1100 m通過外部壓力將流體送到摩擦表通過外部壓力將流體送到摩擦表面之間，強制形成潤滑膜面之間，強制形成潤滑膜低速或無速度下的面接觸摩擦副低速或無速度下的面接觸摩擦副，如滑動軸承、導軌等，如滑動軸承、導軌等彈性流體彈性流體動力潤滑動力潤滑0.11 m與流體動力潤滑相同與流體動力潤滑相同中、高速下的點、線接觸摩擦副中、高速下的點、線接觸摩擦副，如齒輪、滾動軸承等，如齒輪、滾動軸承等薄膜潤滑薄膜潤滑10100nm與流體動力潤滑相同與流體動力潤滑相同低速下的點、線接觸高精度摩擦低速下的點、線接觸高精度摩擦副，如精密滾動軸承等副，如精密滾動軸承等邊界潤滑邊界潤滑150 nm潤滑油分子與金屬表面產生物理潤滑油分子與金屬表面產生物理或化學作用而形成潤滑膜或化學作