表面硬化熱加工形變分析表面粗糙度測(cè)量
實(shí)際接觸面積
當(dāng)兩個(gè)表面相互靠近時(shí),兩表面上相對(duì)的最高的粗糙峰開始接
觸。當(dāng)載荷增加時(shí),較低高度的新的粗糙峰開始接觸,形成了離散
的接觸斑點(diǎn)。這些接觸斑點(diǎn)的總面積被定義為實(shí)際接觸面積。實(shí)際
接觸面積取決于表面層的力學(xué)性能和粗糙度。在壓力和摩擦條件下
,表面粗糙度將發(fā)生變化。當(dāng)實(shí)際接觸面積增大時(shí),部分表面粗糙
度發(fā)生彈性變形,其他表面粗糙度發(fā)生塑性變形。通常,變形是彈
塑性的且伴隨著表面硬化。實(shí)際接觸面積隨載荷比例變化,指數(shù)在
2/3~1的范圍內(nèi)改變。載荷指數(shù)接近1時(shí),并不表明接觸發(fā)生了塑
性變形。這是因?yàn)榻佑|特性同時(shí)還受到相互接觸的粗糙表面的統(tǒng)計(jì)
幾何條件的控制。
單個(gè)接觸斑點(diǎn)的平均直徑幾乎不受作用力的影響。斑點(diǎn)面積的
增長速度比實(shí)際接觸面積的增長速度小一個(gè)數(shù)量級(jí)。實(shí)際接觸面積
隨著粗糙峰頂?shù)那拾霃降脑黾佣黾?,而隨屈服點(diǎn)、彈性模量和
材料硬度的增加而減少。
和名義接觸面積相比,接觸斑點(diǎn)的總面積(實(shí)際接觸面積,
如果名義接觸面積是
定值,則實(shí)驗(yàn)表明實(shí)際面積隨載荷線性增加??梢詫?duì)樣品的不同面
進(jìn)行排列,使得實(shí)際接觸面積的保持只取決于載荷。因此可知為什
么摩擦不取決于名義接觸面積。
歸功于的第三摩擦學(xué)定律對(duì)前面兩個(gè)定律進(jìn)行了補(bǔ)充:摩擦力
和滑動(dòng)速度無關(guān)。這個(gè)定律和其他定律相比缺少證實(shí)。在他的實(shí)驗(yàn)
中偶然觀察到摩擦力隨速度的變化增加或減少。盡管如此,當(dāng)假定
摩擦?xí)r接觸溫度沒有發(fā)生很大的變化、接觸區(qū)域的特征保持不變以
及在合理的速度范圍內(nèi),這個(gè)定理是正確的。
總之,應(yīng)該注意到摩擦學(xué)定律是很好的經(jīng)驗(yàn)法則,它使人們能
夠?qū)⒛Σ翍?yīng)用于各種場(chǎng)合。
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