固体滑动摩擦机理

出处：按学科分类—工业技术 北京出版社《现代综合机械设计手册上》第237页（751字）

摩擦是由接触物体之间复杂的分子、机械等作用引起的，对其机理至今尚未形成公认而统一的理论。目前，最有代表性的是粘附变形犁沟综合作用理论和分子机械理论。

粘附变形犁沟综合作用理论^〔28〕认为，摩擦是由于表面间产生粘附，变形和犁沟综合作用的结果。摩擦力也相应由粘附分量、犁沟分量和变形分量组成。在外力作用下，由于两表面的实际接触面积很小，故而某些接触点的压力很大，如该点洁净，将产生粘附而形成结点(对金属即为冷焊。在真空中工作的摩擦副，这种现象特别明显)，相对滑动时，粘附结点被剪断，其剪断力即为摩擦力的粘附分量。在两表面接触过程中，如果一个表面比另一个表面硬，则硬表面的微凸体会刺入软表面，相对滑动时将产生犁沟现象。表面间如存在硬磨粒，也有类似现象，犁沟作用所产生的阻力即为摩擦力的犁沟分量。在滑动接触过程中的变形机械能将通过塑性变形消耗，从而形成摩擦力的变形分量。该分量不仅和实际接触面积和微凸体的形状有关，还和表面层材料的剪切强度、显微组织、冷作硬化程度以及热软化等有关^〔49〕。

分子—机械理论认为，滑动摩擦是克服表面微凸体间机械阻力(啮合、压入等)和分子间吸引力的过程。从而提出摩擦的二项式定律：

F=aA_r+βW (1．5－3)

或 f=F／W=aA_r／W+β (1．5－4)

式中 F为摩擦力；A_r为实际接触面积；W为法向载荷；a为与表面分子特性有关的参数；β是与表面机械特性有关的参数；f为摩擦系数。

由式可见，f并非常数，而是随A_r／W而变，此外，还有用能量平衡的观点来研究摩擦过程的能量理论。