摩擦學原理

前言

摩擦學（tribology）是有關(guān)摩擦、磨損與潤滑科學的總稱。它是研究在摩擦與磨損過程中兩個相對運動表面之間相互作用、變化及其有關(guān)的理論與實踐的一門學科。由于摩擦引起能量的轉(zhuǎn)換、磨損則導致表面損壞和材料損耗，而潤滑是降低摩擦和減少磨損的最有效的措施。摩擦、磨損與潤滑三者之間的關(guān)系十分密切。摩擦學的研究對于國民經(jīng)濟具有重要意義。據(jù)估計，全世界大約有1/2-1/3的能源以各種形式消耗在摩擦上。而摩擦導致的磨損是機械設備失效的主要原因，大約有80%的損壞零件是由于各種形式的磨損引起的。

內(nèi)容概要

本書匯集摩擦學研究的最新進展以及作者和其同事從事該領(lǐng)域研究的成果，系統(tǒng)地闡述摩擦學的基本原理與應用，全面反映現(xiàn)代摩擦學的研究狀況和發(fā)展趨勢。    全書共18章，由潤滑理論與潤滑設計、摩擦磨損機理與控制、應用摩擦學等3部分組成。除摩擦學傳統(tǒng)內(nèi)容外，還論述了摩擦學與相關(guān)學科交叉而形成的研究領(lǐng)域。本書針對工程實際中的各種摩擦學現(xiàn)象，著重闡述摩擦過程中的變化規(guī)律和特征，進而介紹基本理論、分析計算方法以及實驗測試技術(shù)，并說明它們在工程中的實際應用。    本書可作為機械設計與理論專業(yè)的研究生教材以及高等院校機械工程各類專業(yè)師生的教學參考書，也可供從事機械設計和研究的工程技術(shù)人員參考。

作者簡介

溫詩鑄，清華大學精密儀器與機械學系教授。1932年生于江西省城市。1955年畢業(yè)于清華大學機械制造系后留校任教，歷任機械設計教研室　主任、摩擦學研究主任、摩擦學國家重點實驗室主任。長期從事機械設計與理論專業(yè)的教堂和研究，出版《摩擦學原理》、《摩擦學原理（第2版）》

書籍目錄

第1篇　潤滑理論與潤滑設計　第1章　潤滑膜特性    1.1  潤滑狀態(tài)    1.2　潤滑油的密度    1.3　流體的黏度    1.4　非牛頓特性    1.5　潤滑劑的濕潤性    1.6　黏度的測量與換算    參考文獻　第2章　流體潤滑理論基礎    2.1  雷諾方程    2.2　流體動壓潤滑    2.3　接觸問題的彈性力學基礎    2.4  彈性流體動壓潤滑(入口分析)    2.5　潤滑脂的潤滑    2.6　潤滑狀態(tài)圖    參考文獻　第3章  潤滑計算的數(shù)值解法    3.1  雷諾方程的數(shù)值解法    3.2　能量方程的數(shù)值解法    3.3  彈性流體動壓潤滑數(shù)值解法    3.4  多重網(wǎng)格法求解潤滑問題    參考文獻  第4章　典型機械零件的潤滑設計    4.1　滑塊與止推軸承    4.2　徑向滑動軸承    4.3  靜壓軸承    4.4　擠壓軸承    4.5  動載軸承    4.6　氣體軸承    4.7  滾動軸承    4.8　齒輪潤滑    4.9　凸輪潤滑    參考文獻  第5章　特殊流體介質(zhì)潤滑    5.1　磁流體潤滑    5.2　微極流體潤滑    5.3  液晶潤滑    5.4　水薄膜潤滑中的雙電層效應    參考文獻  第6章  潤滑狀態(tài)轉(zhuǎn)化與納米級薄膜潤滑    6.1　潤滑狀態(tài)轉(zhuǎn)化    6.2　納米液體薄膜潤滑    6.3　納米薄膜潤滑數(shù)值分析    6.4　納米氣體薄膜潤滑    參考文獻  第7章  邊界潤滑與添加劑    7.1　邊界潤滑及其類型    7.2　邊界潤滑的理論    7.3　潤滑油的添加劑    參考文獻  第8章  潤滑失效與混合潤滑    8.1  粗糙度及材料黏彈性對潤滑失效的影響    8.2  流體極限剪應力對潤滑失效的影響　……第2篇　摩擦磨損機理與控制第3篇　應用摩擦學索引

章節(jié)摘錄

插圖：第1章　潤滑膜特性在現(xiàn)代工業(yè)中，用作潤滑劑的流體種類繁多，除了最常用的潤滑油和潤滑脂之外，空氣或氣體潤滑現(xiàn)在已相當普遍，用水或其他工業(yè)流體作為潤滑劑也日益廣泛。例如，在核反應堆里采用液態(tài)金屬鈉潤滑。在某些場合也可以使用固體潤滑劑，例如石墨、二硫化鉬或聚四氟乙烯（PTFE）等。本章僅限于討論與潤滑理論相關(guān)的流體潤滑劑的密度和黏度兩種物理性能。在潤滑理論的分析中，潤滑劑最重要的物理性質(zhì)是它的黏度。在一定的工況條件下，潤滑劑的黏度是決定潤滑膜厚度的主要因素。例如，對于流體動壓潤滑，潤滑膜厚度與黏度成正比；而在彈性流體動壓潤滑下，潤滑膜厚度與黏度的0.7次方成正比。雖然潤滑劑的黏度不直接影響邊界潤滑膜厚度，但對于邊界潤滑下的粗糙表面，由于在接觸峰點之間形成的油包也承受一部分載荷，而潤滑劑的黏度與油包的承載能力密切相關(guān)。另一方面，黏度也是影響摩擦力的重要因素。高黏度的潤滑劑不僅會引起很大的摩擦損失和發(fā)熱，而且難以對流散熱。這樣，由于摩擦溫度的升高，可能導致潤滑膜破裂和表面磨損，所以，對于任何實際的工況條件都存在著合理的黏度值范圍。以點線接觸為特征的彈性流體動壓潤滑的性能主要取決于潤滑劑的流變特性。在這種情況下接觸區(qū)內(nèi)潤滑膜很薄（一般為μm量級）、油膜壓力很高（可達GPa量級）、切應變率很高（一般為107S-1量級）、通過接觸區(qū)時間很短（通常為10-3S量級），此外，還伴隨著高溫。因此，處于這種條件下的潤滑膜的性質(zhì)將不同于牛頓流體，所以有必要研究在這類接觸狀態(tài)下潤滑劑的流變特性。實驗證明，對彈性流體動壓潤滑，用牛頓流體模型導出的油膜厚度公式通常是適用的。然而，用牛頓流體模型來計算摩擦力和溫度場往往會產(chǎn)生較大的誤差。因此，在熱彈性流體動壓潤滑計算中，潤滑劑應采用更符合實際的非牛頓流體模型。這些都涉及潤滑劑流變學的問題。流變潤滑理論的研究不僅關(guān)系到更準確地反映潤滑機理，同時在節(jié)能和提高表面的磨損壽命方面也具有重要的意義。

編輯推薦

《摩擦學原理(第3版)》可作為機械設計與理論專業(yè)的研究生教材以及高等院校機械工程各類專業(yè)師生的教學參考書，也可供從事機械設計和研究的工程技術(shù)人員參考。

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