Трение

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

У этого термина существуют и другие значения, см. Радиационное трение.

В этой статье не хватает ссылок на источники информации.

Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена.
Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники.

[править] Определение трения

Трение — 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).

[править] Виды сил трения

При наличии относительного движения двух контактирующих тел силы трения, возникающие при их взаимодействии, можно подразделить на:

Трение скольжения — сила, возникающая при поступательном перемещении одного из контактирущих/взаимодействущих тел относительно другого и действующая на это тело в направлении, противоположном направлению скольжения;

Трение качения — момент сил, возникающий при качении одного из двух контактирущих/взаимодействущих тел относительно другого и противодействующий вращению движущегося тела;

Трение верчения — сила, возникающая при верчении одного из двух контактирущих/взаимодействущих тел относительно другого и действующая на первое тело в направлении, противоположном направлению верчения;

При отсутствии относительного движения двух контактирующих тел и наличии сил, стремящихся осуществить такое движение, в ряде ситуаций возникает

трение покоя — сила, возникающая между двумя контактирующими телами и препятствующая возникновению относительного движения. Эту силу необходимо преодолеть для того, чтобы привести два контактирующих тела в движение друг относительно друга. Она действует в направлении, противоположном направлению возможного движения.

По физике взаимодействия трение принято разделять на:

сухое, когда взаимодействующие твердые тела не разделены никакими дополнительными слоями/смазками — очень редко встречающийся на практике случай. Характерная отличительная черта сухого трения — наличие значительной силы трения покоя.

жидкостное (вязкое), при взаимодействии тел, разделённых слоем жидкости или газа (смазки) различной толщины — как правило, встречается при трении качения, когда твёрдые тела погружены в жидкость; см. также вязкость.

смешанное, когда область контакта содержит участки сухого и жидкостного трения;

граничное, когда в области контакта могут содержатся слои и участки различной природы (окисные пленки, жидкость и т. д.) — наиболее распространенный случай при трении скольжения.

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

[править] Закон Амонтона-Кулона

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 $N n o r m a l$ связаны неравенством

$| F | \leqslant \mu {N_{normal}},$

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

[править] 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 $N a d h e s i o n$ и формула расчета коэффициента трения меняется на $\mu = \frac{F}{N_{normal}+N_{adhesion}}$ .

[править] 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. 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 $(\mu \geqslant 1)$ , 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.).

[править] 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.