механика контактного взаимодействия и физика трения. от нанотрибологии до динамики землетрясений

E-Book Overview

М.: Физматлит, 2013. - 352 с. (OCR под изображением)Книга посвящена изложению механики контактного взаимодействия в ее взаимосвязи с физикой трения и способствует более глубокому физическому пониманию трибологических явлений. С единой точки зрения обсуждаются такие тесно связанные между собой феномены, как контакт, адгезия, капиллярные силы, трение, смазка и износ.Автор освещает (1) методы качественной оценки трибологических величин, (2) методы аналитического расчета в минимально необходимом объеме, а также (3) основы численных методов моделирования в физике трения. Тем самым создается целостная картина трибологических процессов на различных масштабных уровнях (от нанотрибологии до динамики землетрясений). Отдельные главы посвящены динамике трибологических систем, в том числе фрикционным неустойчивостям и структурообразованию при трении, а также реологии и физике трения эластомеров. Задачи с решениями в каждой главе служат углублению и практическому применению полученных знаний. Книга рассчитана на студентов инженерных специальностей высших учебных заведений, инженеров и научных сотрудников, работающих в области трибологии.Предисловие Глава 1 Введение Явления трения и контактного взаимодействия История механики контактного взаимодействия и физики трения Структура книги Глава 2 Качественное описание контактного взаимодействия — нормальный контакт без адгезии Краткий обзор механических свойств материалов Простые контактные задачи Качественные методы оценки контактов с трехмерными упругими телами Глава 3 Качественное описание контактов с адгезией Физическая природа сил адгезии Сила адгезии между телами с искривленными поверхностями Качественная оценка силы адгезии между упругими телами Влияние шероховатости поверхности на адгезию Клейкая лента Дополнительная информация о силах Ван-дер-Ваальса и поверхностной энергии Глава 4 Капиллярные силы Поверхностное натяжение и краевой угол смачивания Гистерезис угла смачивания Давление под искривленной поверхностью Капиллярные мостики Капиллярная сила между абсолютно твердой плоскостью и абсолютно твердым шаром Жидкости на шероховатых поверхностях Капиллярные силы и трибология Глава 5 Строгое рассмотрение нормального контакта без адгезии - теория Герца Деформация упругого полупространства под влиянием поверхностных сил Теория контактного взаимодействия Герца Контакт упругих тел с искривленной поверхностью Контакт между абсолютно твердым коническим индентором и упругим полупространством Внутренние напряжения в герцевском контакте Глава 6 Строгое рассмотрение нормального контакта с адгезией Теория Джонсона, Кендалла и Робертса (JKR) Глава 7 Контакт между шероховатыми поверхностями Модель Гринвуда и Вильямсона Пластическая деформация микрошероховатостей Электрические контакты Тепловые контакты Механическая жесткость контактов Уплотнения Шероховатость и адгезия Глава 8 Касательная контактная задача Деформация упругого полупространства под действием сосредоточенной касательной силы Деформация упругого полупространства под действием распределенных касательных усилий Касательная контактная задача без проскальзывания Касательная контактная задача с учетом микропроскальзывания Отсутствие микропроскальзывания при касательном нагружении контакта с абсолютно твердым цилиндрическим индентором Глава 9 Контактирование упругих тел при качении Качественное описание контактирования упругих тел при качении Распределение напряжений в контакте качения Глава 10 Закон трения Кулона Трение покоя и трение скольжения Угол трения Зависимость коэффициента трения от продолжительности контакта Зависимость коэффициента трения от нормальной силы Зависимость коэффициента трения от скорости скольжения Зависимость коэффициента трения от шероховатости поверхности