Поверхность - соприкасающееся тело
Cтраница 3
Пусть на тело действует плоская система активных сил и тело находится в равновесии, соприкасаясь с поверхностью другого тела, являющегося связью для рассматриваемого тела. Если поверхности соприкасающихся тел абсолютно гладкие и тела абсолютно твердые, то реакция поверхности связи направлена по нормали к общей касательной в точке соприкосновения и направление реакции в этом случае не зависит от действующих на тело активных сил. От активных сил зависит только числовое значение силы реакции. В действительности абсолютно гладких поверхностей и абсолютно твердых тел не бывает. Все поверхности тел в той или иной степени шероховата и все тела деформируемы. [31]
Механизм трения достаточно сложен. Наличие неровностей, шероховатостей на поверхности соприкасающихся тел приводит к тому, что тела соприкасаются только в отдельных точках на вершинах выступов. В некоторых местах молекулы соприкасающихся тел сближаются на расстояния, соизмеримые с расстоянием между молекулами в самих телах. В этом случае возникают силы межмолекулярного взаимодействия, образующие прочную связь между молекулами. [32]
При всяком конечном нормальном усилии равнодействующее сдвигающее усилие может оказаться больше предельной величины силы трения покоя, и тела перейдут в состояние движения друг относительно друга - одни и те же точки одного тела будут соприкасаться все с новыми и новыми точками другого тела. В этом случае в общей касательной плоскости к поверхностям соприкасающихся тел возникает сила трения скольжения. Величина силы трения скольжения зависит от нормального усилия на площадке контакта, возрастает пропорционально ему, не превосходя при этом величины равнодействующего сдвигающего усилия. Если равнодействующее сдвигающее усилие больше, чем сила трения скольжения, то при отсутствии других сопротивлений относительное движение тел будет ускоренным. Равенство указанных сил приводит к равномерному скольжению одного тела по другому. [33]
Форма частиц на практике отличается от шарообразной, а поверхности соприкасающихся тел имеют неровности, вследствие этого изменяется величина площади контакта, а следовательно, и адгезия частиц. [34]
Антифрикционное действие масел ( уменьшение силы или коэффициента трения) основано на объемном и граничном эффектах. В случае высокой скорости скольжения и малых контактных нагрузок поверхности соприкасающихся тел разделены непрерывным объемным слоем смазочного материала, и его антифрикционное действие определяется значением вязкости. При этом высокое внешнее трение между твердыми поверхностями заменяется низким внутренним трением вязкостного течения масла. [35]
 |
Зависимость действительных Qv и соответствующих расчетных Qz обобщенных сил от перемещения звена q. [36] |
Трением называется сопротивление движению, возникающее в общей касательной плоскости к поверхностям соприкасающихся тел. При этом совершенно неважно, движутся ли тела друг относительно друга на самом деле или имеется только возможность такого движения. [37]
Поверхность называется гладкой, если при решении данной задачи можно пренебречь силами трения, возникающими в точках контакта с поверхностью рассматриваемого тела. Такая связь препятствует перемещению тела только в направлении общей нормали к поверхностям соприкасающихся тел в точках их контакта. [38]
Эта сила возникает в точках соприкосновения, лежит в общей касательной плоскости к поверхностям соприкасающихся тел и препятствует скольжению одного тела относительно другого. Трение такого рода носит название трения скольжения. [39]
В жидких средах появляются дополнительные силы отталкивания, так называемое расклинивающее давление тонкого слоя, находящегося между поверхностями соприкасающихся тел. Расклинивающее давление обусловлено особенностью тонких слоев жидкости, которая состоит в отличии их термодинамического ( и химического) потенциала от потенциалов объемной фазы. [40]
Необходимо заметить, что для получения электростатического поля используется соприкосновение двух диэлектриков или диэлектрика с металлом. В получающемся при этом двойном слое распространение заряда в диэлектрике ограничивается только областями непосредственного соприкосновения, а не всей поверхностью соприкасающихся тел, поскольку в диэлектриках электроны не обладают подвижностью. В этом случае небольшую разность потенциалов, возникающую при соприкосновении, можно значительно увеличить ( до нескольких сот и тысяч вольт) раздвижением тел на большое расстояние. [41]
Анализируя приведенные данные, можно сделать вывод, что силы зеркального отображения при отсутствии подзарядки частиц необходимо учитывать для сильнозаряженных проводящих частиц лишь в первый момент контакта их с заземленной поверхностью. Для частиц, обладающих изоляционными и полупроводниковыми свойствами, время действия сил зеркального отображения зависит от состояния среды ( влажности, температуры) и наличия на поверхности соприкасающихся тел адсорбционных слоев. Если поверхность непроводящая и не заземлена, а также маловероятны другие пути утечки зарядов, например за счет ионизации воздуха, то кулоновская сила может продолжительное время обусловливать адгезию частиц. [42]
Вопрос о деформациях и напряжениях, возникающих в месте контакта, решается методами теории упругости. При решении задачи задаются следующими предположениями: 1) материалы соприкасающихся тел однородны, изотропны, а нагрузки создают в зоне контакта только упругие деформации; 2) площадка контакта мала по сравнению с поверхностями тел; 3) действующие усилия направлены по нормали к поверхности соприкасающихся тел. [43]
Предложенные им зависимости применены в инженерных расчетах [21] при следующих предпосылках: материалы соприкасающихся тел однородны и изотропны; нагрузки, приложенные к телам, создают в зоне контакта только упругие деформации, подчиняющиеся закону Гука; площадь контакта весьма мала по сравнению с общими размерами и с поверхностями соприкасающихся тел; силы давления нормальны к поверхности соприкосновения ( контакта тел); силами трения по площадям контакта пренебрегают. [44]
Зависимость коэффициента трения от скорости различна для разных материалов. Если поверхности соприкасающихся тел смазать каким-либо жирным веществом ( смазочным маслом), то в большинстве случаев коэффициент трения уменьшается. [45]
Страницы: 1 2 3 4