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什么是摩擦學？摩擦學包含哪些摩擦磨損理論？摩擦磨損試驗用哪些試驗機進行？摩擦磨損試驗機怎樣分類？購買摩擦磨損試驗機怎樣選擇設備，有關于摩擦學的研究經常有這些問題困擾大家，現(xiàn)在我們推出系列文章目的是大家對摩擦磨損問題有個系統(tǒng)的看法。 摩擦學是研究相對運動的作用表面間的摩擦、潤滑和磨損，以及三者間相互關系的理論與應用的一門邊緣學科。 世界上使用的能源大約有1/3～1/2消耗于摩擦。如果能夠盡力減少無用的摩擦消耗，便可大量節(jié)省能源。另外，機械產品的易損零件大部分是由于磨損超過限度而報廢和更換的，如果能控制和減少磨損，則既減少設備維修次數(shù)和費用，又能節(jié)省制造零件及其所需材料的費用。 人類對摩擦現(xiàn)象早有認識，并能用來為自己服務，如史前人類 的鉆木取火。《詩經·邶風·泉水》中有“載脂載宣，還車言邁”的詩句，表明中國在春秋時期已應用動物脂肪來潤滑車軸。 應用礦物油作潤滑劑的記載最早見于西晉張華所著《博物志》，書中提到酒泉延壽和高奴有石油，并且用于“膏車及水碓甚佳”。但長久以來摩擦學的研究進展緩慢，直到15世紀，意大利的列奧納多·達芬奇才開始把摩擦學引入理論研究的途徑。 1785年，法國庫侖繼前人的研究，用機械嚙合概念解釋干摩擦，提出摩擦理論。后來又有人提出分子吸引理論和靜電力學理論。1935年，英國的鮑登等人開始用材料粘著概念研究干摩擦，1950年，鮑登提出了粘著理論。關于潤滑的研究，英國的雷諾于1886年繼前人觀察到的流體動壓現(xiàn)象，總結出流體動壓潤滑理論。20世紀50年代普遍應用電子計算機之后，線接觸彈性流體動壓潤滑的理論開始有所突破。 對磨損的研究開展較晚，20世紀50年代提出粘著理論后，60年代在相繼研制出各種表面分析儀器的基礎上，磨損研究才得以迅速開展。至此，綜合研究摩擦、潤滑和磨損相互關系的條件已初步具備，并逐漸形成摩擦學這一新的發(fā)展中的學科。 摩擦學研究的對象很廣泛，在機械工程中主要包括動、靜摩擦，如滑動軸承、齒輪傳動、螺紋聯(lián)接、電氣觸頭和磁帶錄音頭等；零件表面受工作介質摩擦或碰撞、沖擊，如犁鏵和水輪機轉輪等；機械制造工藝的摩擦學問題，如金屬成形加工、切削加工和超精加工等；彈性體摩擦，如汽車輪胎與路面的摩擦、彈性密封的動力滲漏等；特殊工況條件下的摩擦學問題，如宇宙探索中遇到的高真空、低溫和離子輻射等，深海作業(yè)的高壓、腐蝕、潤滑劑稀釋和防漏密封等。 此外，還有生物中的摩擦學問題，如研究海豚皮膚結構以改進艦只設計，研究人體關節(jié)潤滑機理以診治風濕性關節(jié)炎，研究人造心臟瓣膜的耐磨壽命以謀求最佳的人工心臟設計方案等。地質學方面的摩擦學問題有地殼移動、火山爆發(fā)和地震，以及山、海，斷層形成等。在音樂和體育以及人們日常生活中也存在大量的摩擦學問題。 摩擦學涉及許多學科。如完全流體潤滑狀態(tài)的滑動軸承的承載油膜，基本上可以運用流體力學的理論來解算。但是齒輪傳動和滾動軸承這類點、線接觸的摩擦，就還需要考慮接觸變形和高壓下潤滑油粘度變化的影響；在計算摩擦阻力時則需要認真考慮油的流變性質，甚至要考慮瞬時變化過程的效應，而不能把它簡化成牛頓流體。 如果油膜厚度接近于接觸表面的粗糙度，還需要考慮表面紋理對潤滑油的阻遏和疏導作用，以及油溫所引起的熱效應。油膜再薄，兩摩擦表面粗糙峰點 也會發(fā)生接觸或碰撞，接觸峰將分擔一部分載荷，接觸峰點區(qū)域處于邊界潤滑狀態(tài)。在使用油性添加劑時，表面形成吸附膜，而在使用極壓添加劑時，表面形成反應膜。 為了了解磨損的發(fā)生發(fā)展機理，尋找各種磨損類型的相互轉化以及復合的錯綜關系，需要對表面的磨損全過程進行微觀研究。僅就油潤滑金屬摩擦來說，就需要研究潤滑力學、彈性和塑性接觸、潤滑劑的流變性質、表面形貌、傳熱學和熱力學、摩擦化學和金屬物理等問題，涉及物理、化學、材料、機械工程和潤滑工程等學科。 隨著科學技術的發(fā)展，摩擦學的理論和應用必將由宏觀進入微觀，由靜態(tài)進入動態(tài)，由定性進入定量，成為系統(tǒng)綜合研究的領域。
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