界面温度对摩擦学过程激活机制研究.pdf

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1、2014年4月润滑与密封Apr．2014第39卷第4期LUBRICAT10NENGINEERINGVo1．39No．4DOI：10．3969／j．issn．0254—0150．2014．04．002界面温度对摩擦学过程激活机制研究龚中良彭远征(中南林业科技大学机电工程学院湖南长沙410018)摘要：基于摩擦界面微结构与界面温度的关系，建立界面摩擦过程中界面原子热振动的温升模型，探讨界面温度对摩擦学过程的激活机制。结果表明：考虑原子质量单因素时，原子质量的变化抑制摩擦界面温升，且界面温度愈高抑制作用愈显著；综合考虑原子质

2、量及原子固有频率影响因素时，在相对滑动速度较小且界面温度较低的情况下，原子质量的变化对摩擦学激活作用很小，而在相对滑动速度较高且界面温度较高时，原子质量对摩擦界面温升具有较为明显的正向激活作用；晶格常数随温度变化的特性对摩擦学过程具有反向抑制作用，且摩擦界面晶体热膨胀系数越大，其抑制作用愈强。关键词：界面摩擦，激活机制，摩擦热中图分类号：TH117．2文献标识码：A文章编号：0254—0150(2014)4—007—4Study0ntheActivationMechanismofTemperaturetoInterfa

3、cialFrictionProcessGongZhongliangPengYuanzheng(CollegeofMechanicalandElectricalEngineering，CentralSouthUniversityofForestryandTechnology，ChangshaHunan410018，China)Abstract：Atemperaturerisingmodeloftheatomicvibrationwasestablishedbytheviewoftherelationshipbetween

4、themicrostruc—tureandthetemperatureincontactsurface，theactivationmechanismoftemperaturetointerfacialfrictionprocesswasstudied．Theresultsindicatethat，consideringsinglefactorofatomicmass，thechangingofatomicmasssuppressesfrictioninterfacetemperaturerising，andthehig

5、herofinterfacetemperaturethemoresignificantofinhibitoryeffect．Consideringtheimpactofatomicmassandatomicnaturalfrequen—cy，whentherelativeslidingvelocityissmallandtheinterfacetemperatureislower，thechangingofatomicmassonthetribologicalactiva—tionisverysmall，butwhen

6、therelativeslidingspeedishigherandtheinterfacetemperatureishigh，thechangingofatomicmasshasthepositiveactivationobviously．Characteristicofcrystalconstantwithtemperaturechangehastheinhibitioneffectontribologicalprocess，andthebiggerthethermalexpansioncoefficientofc

7、rystal，themoreobviousinhibitionis．Keywords：interfacialfriction；activationmechanism；frictionalheat从摩擦成因来看，热效应和动力学特性是导致摩Aal等将摩擦材料按导热率随温度变化的不同趋势擦产生和能量消耗的最主要的两个因素。研究发现，分成三种类型，分别研究了考虑温度条件下具有不同摩擦所做的功除部分转化为表面能、声能、光fi~,~l-，导热性能材料的干摩擦，指出导热率对摩擦副温升有有85％～95％转化为热能，而热量的释放导致参与

8、重大影响，进而影响材料的摩擦学性能。2002年，摩擦物体的温度上升⋯。Czichos提出，摩擦热产生Liu等针对粗糙摩擦表面，考虑热弹性变形、材料的一个重要特征是提高了摩擦学系统中材料元素的温屈服等因素，建立了基于热一力耦合的粗糙表面三维度，而温度变化及温度梯度分布又影响到摩擦偶件的温度场分布模型，并运用有限元等方法对最大闪温、材