Коэффициент трения

Тре́ние — процесс взаимодействия твёрдых тел при их относительном движении (смещении) либо при движении твердого тела в жидкой или газообразной среде. По-другому называется фрикционным взаимодействием (англ. friction). Изучением процессов трения занимается раздел физики, который называется механикой фрикционного взаимодействия, или трибологией (tribology).

В связи со сложностью физико-химических процессов, протекающих в зоне фрикционного взаимодействия, процессы трения принципиально не поддаются описанию с помощью методов классической механики.

Закон Амонтона-Кулона

Основная статья: Закон_Кулона_(механика)

Не путать с законом Кулона!

Основной характеристикой трения является коэффициент трения μ, который определяется материалами, из которых изготовлены поверхности взаимодеиствующих тел: сила трения F и нормальная нагрузка N_normal связаны неравенством

обращающимся в равенство только при наличии относительного движения. Это соотношение называется законом Амонтона-Кулона.

Закон Амонтона-Кулона с учетом адгезии

Для большинства пар материалов значение коэффициента трения μ не превышает 1 и находится в диапазоне 0,1 — 0,5. Если коэффициент трения превышает 1 (μ > 1), это означает, что между контактирующими телами имеется сила адгезии N_adhesion и формула расчета коэффициента трения меняется на .

Трение в механизмах и машинах

В большинстве традиционных механизмов (ДВС, автомобили, зубчатые шестерни и пр.) для уменьшения силы трения используются различные натуральные и синтетические масла и смазки. В современных механизмах для этой цели используется также напыление покрытий (тонких плёнок) на детали. С миниатюризацией механизмов и созданием микроэлектромеханических систем (МЭМС) и нано-электро-механических-систем (НЭМС) величина трения по сравнению с действующими в механизме силами увеличивается и становится весьма значительной , и при этом не может быть уменьшена с помощью обычных смазок, что вызывает значительный теоретический и практический интерес инженеров и ученых к данной области. Для решения проблемы трения создаются новые методы его снижения в рамках трибологии и науки о поверхности (англ.).

Ссылки

• Трение, Износ, Смазка, журнал о трении.
• Трение и Износ, журнал о трении издается Национальной Академией Наук Беларуси с 1980 г.
• Journal of Tribology, международный журнал о трении.
• Wear, международный журнал о трении и износе.

Литература

• Фролов, К.В. (ред.): Современная трибология: Итоги и перспективы. Изд-во ЛКИ, 2008 г.
• Popov, Valentin L.: Kontaktmechanik und Reibung. Ein Lehr- und Anwendungsbuch von der Nanotribologie bis zur numerischen Simulation, Springer-Verlag, 2009, 328 S., ISBN 978-3-540-88836-9.
• Persson, Bo N.J.: Sliding Friction. Physical Principles and Applications. Springer, 2002, ISBN 3540671927.
• Rabinowicz, Ernest: Friction and Wear of Materials. Wiley-Interscience, 1995, ISBN 0471830844.
• Bowden F.P., Tabor D.: The Friction and Lubrication of Solids, Oxford University Press, 2001, 424 p, ISBN 0198507771.