Cтраница 3
Полученные результаты приводят к очень важным выводам о строении и свойствах подобных мультимоле-кулярных слоев и о механизме их смазочного действия; одновременно они служат еще более убедительным обоснованием двучленного закона трения и теории, приведшей к его выводу. Параллельное смещение прямых в начале утолщения смазочной прослойки может быть истолковано ( на что впервые обратил наше внимание П. А. Ре-биндер) как результат ослабления сил молекулярного притяжения, по мере того как с утолщением смазочной прослойки плоскость скольжения удаляется от поверхности стекла. В самом деле, при наличии только смазочного монослоя на сопротивление скольжению оказывают влияние равнодействующие силы притяжения между парафином ( или металлом Вуда), с одной стороны, и стеклом вместе и покрывающим его монослоем стеарата бария ( или кальция), с другой. [31]
Единственно законная формулировка явлений этого рода заключается в том, что появление заметных сил прилипания всегда сопровождается отклонением от закона Амонтона пропорциональности силы трения нагрузке, причем, согласно двучленному закону трения, общей причиной обоих явлений служит значительная площадь действительного контакта. Отсюда ясно, что зависимость коэффициента трения от продолжительности контакта может быть связана с изменением характера контакта со временем. [32]
Мы видим из сравнения с формулой ( 45) и приведенного рассуждения, что предложенное Кулоном эмпирическое соотношение только по форме сходно, и то не полностью, с двучленным законом трения ( 45), так как не предусматривает зависимости члена А от истинной площади контакта, а следовательно, и от нагрузки N. Эта связь блестяще подтверждена опытами А. С. Ахматова, в то время как из формулы ( 46) никакой взаимосвязи между трением и прилипанием не вытекает. [33]
Все эти опыты опровергают теорию Терцаги и ясно показывают, что сила трения зависит от двух слагающих: члена, зависящего только от нагрузки, а не от площади контакта, и члена, зависящего от площади действительного контакта, а не непосредственно от нагрузки. Двучленный закон трения, строго обоснованный опытным путем, четко выявляет действительную зависимость сил трения от сил молекулярного притяжения и площади действительного контакта. [34]
В современной технике, однако, чаще идет речь о соприкосновении тел больших размеров, подверженных действию огромных нагрузок, доходящих до сотен тонн. Здесь двучленный закон трения может иметь значение только в том случае, если вследствие большой площади действительного контакта S соответственно возрастет равнодействующая сила молекулярного притяжения N0, которую можно положить равной площади истинного контакта S0, умноженной на р, - силу молекулярного притяжения, действующую на единицу площади действительного контакта. [35]
Кроме того, нужно учитывать, что при изменении нагрузки на тело площадь действительного контакта, в отличие от площади кажущегося контакта, обычно почти не меняющейся, будет меняться вследствие изменения формы поверхности. Отсюда вытекает, в частности, что проверка двучленного закона трения в обычных условиях затруднительна. [36]
На этом примере мы убеждаемся снова, что измерения силы трения с целью выбора между законом Амонтона и двучленным законом трения в обычных условиях, не обеспечивающих постоянства площади действительного контакта, могут не дать правильного ответа на поставленный вопрос. Кажущееся подчинение одночленному закону Амонтона может в действительности быть обязанным строгой приложимости двучленного закона трения. [37]
Между тем эти опыты, как выполненные позже опубликования молекулярной теории трения, должны рассматриваться как опытное подтверждение соответствующей теоретической двучленной формулы, а не как обоснование обобщенного двучленного закона трения. В противном случае этот закон произвольно превращается из теоретически обоснованного в эмпирический или полуэмпнрический, и его генетическая связь с двучленным законом трения ( как внешнего, так и при скольжениях внутри тел, сопровождающих пластичные деформации) теряется. [38]
Зависимость эта, выведенная автором в 1934 г., была через восемь лет после этого найдена Бриджменом непосредственно на основании опытов. Некоторые авторы, как например И. В. Крагельский, склонны, однако, забывать, что эта формула получила еще до Бриджмена теоретическое обоснование, указывающее на ее родство, и притом не только формальное, но и по существу, по природе лежащего в ее основе механизма, с двучленным законом трения. Таким образом, подобные ошибки мешают установлению общей и потому более плодотворной точки зрения на явления скольжения, будь то внутри или на границе двух твердых тел. Поскольку при граничной смазке преодолевается также сдвиговая прочность, но только смазочной прослойки, развиваемый автором общий подход к обоим видам скольжения указывает на аналогию сухого и граничного трения, и, наоборот, противоположная точка зрения, проводящая между ними грань, не вытекает из существа дела. [39]
В двух докладах второго раздела рассматривается механизм смазочного действия полиорганосилоксанов. Сопоставление результатов этих работ позволяет оценить пределы изменения режимов граничного трения, в которых существенную роль играют химические реакции на металлических поверхностях. Этот раздел включает еще две работы, одна из которых посвящена разработке комплекса оригинальных методов оценки свойств смазочных материалов, а вторая - экспериментальной проверке и теоретическому обоснованию двучленного закона трения. [40]
Рассмотренные выше законы трения, за исключением (2.16), имеют двучленную форму, но это не значит, что они отражают единый механизм внешнего трения твердых тел. Выражения (2.22) и (2.30) имеют много общего, так как зависимость силы трения от нагрузки раскрывается в них через площадь фактического контакта. Следовательно, можно сказать, что аналитический вид зависимости площади фактического контакта от нагрузки определяет закон трения. Закон Амонтона и формула Боудена являются частными случаями вышеприведенных двучленных законов трения. Большим преимуществом законов трения (2.16), (2.22), (2.28), (2.30) является возможность расчета величины силы трения по механическим характеристикам материала. [41]