Умный поиск 


1_2019_s_9

 

Название статьи ЗАКОН ТРЕНИЯ: ОТ ТРИБОЛОГИИ К ТРИБОФАТИКЕ. СООБЩЕНИЕ 1. КЛАССИЧЕСКИЙ ЗАКОН (СУХОГО) ТРЕНИЯ И НЕОБХОДИМОСТЬ ЕГО КОРРЕКТИРОВКИ
Авторы

Л.А. СОСНОВСКИЙ, д-р техн. наук, проф., директор, ООО «НПО ТРИБОФАТИКА», г. Гомель, Республика Беларусь, Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.">Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
В рубрике МЕХАНИКА ТРИБОФАТИЧЕСКИХ СИСТЕМ
Год 2019 номер журнала 1 Страницы

64–76
Тип статьи Научная статья Индекс УДК 620.178.16; 620.178.3 Индекс ББК  
Аннотация К настоящему времени открыто немало законов природы. Познание каждого из них приводило к ускоренному развитию соответствующих разделов науки и далее, как правило, к прогрессу в какой-либо практической сфере деятельности сообщества людей. Эмпирический закон сухого трения [1, 2], впервые сформулированный Леонардо да Винчи 500 лет назад, вошел в историю техники как один из наиболее применяемых законов в инженерных расчетах [3]. Более того, наше мировоззрение немыслимо без понимания всеобщих процессов движения с трением (как и движения без трения). Все это дает основание сказать: «Трение — удивительный феномен природы» (Д. Гаркунов). Двести лет спустя (после да Винчи) Амонтон  Г., Кулон Ш. и  Эйлер  Л. [4–7] внесли решающий вклад в обоснование и понимание закона сухого трения, и  он стал классическим: сила трения при скольжении пропорциональна контактной нагрузке. Исследования показали, что для трибофатической системы (ТФС) классический закон трения оказывается неточным и, следовательно, неприменимым. Экспериментально установлено, что ошибка оценки коэффициента трения в ТФС (например, типа «колесо — рельс» и др.) достигает 60…70 % и более, если использовать для ее анализа классический закон трения. Поэтому возникает задача о корректировке классического закона трения. Выполнен комплекс теоретических и экспериментальных исследований, результаты которых позволили сформулировать обобщенный закон трения: сила трения пропорциональна как контактной, так и внеконтактной объемной нагрузке, если последняя возбуждает в зоне трения поле циклических напряжений (деформаций). Этот закон описывает все экспериментальные результаты (более 100 значений коэффициента трения) с  погрешностью не более ±6 %. Широкое применение в технике предложенного нами обобщенного закона трения считается весьма актуальной задачей. В заключение статьи сформулированы некоторые направления дальнейших исследований (теоретических и экспериментальных). Статья публикуется в трех сообщениях.
Ключевые слова закон трения, трибология, пара трения, трибофатика, трибофатическая система, сила и коэффициент трения, скольжение, качение, проскальзывание, контактная нагрузка, давление, внеконтактная (объемная) нагрузка, напряжения, деформации
   
Список цитируемой литературы
  1. Физический энциклопедический словарь. — М.: БСЭ, 1983. — 928 с.
  2. Encyclopedia of Tribology: in 6 vol. / ed.: Q. Jane Wang, Yip-Wah Chung. — Springer, 2013. — 4139 p.
  3. Журавлев, В.Ф. 500 лет истории закона сухого трения  / В.Ф. Журавлев // Вестн. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. «Естеств. науки». — 2014. — № 2. — С. 21–31.
  4. Леонардо да Винчи. Избранные естественно-научные произведения. — М.: Изд-во АН СССР, 1955. — 1028 с.
  5. Amontons M. De la résistance causee dans les machines  / M. Amontons // Histoire de L’Academie Royale des Sciences. — 1699. — Pp. 206–222.
  6. Euler L. Sur la diminution de la résistance du frottement  / L. Euler // Histoire de L’Academie Royale des Sciences et Belles Lettres. — 1748. — Vol. 4. — Pp. 133–148.
  7. Coulomb C.A. Theorie des machines simples, en ayant égard au frottement de leurs parties, et a la roideur des Cordages / C.A. Coulomb // Mémoires de mathématique et de physique, présentés a l’Académie Royale des Sciences, par divers Savans, et  lus dans ses Assemblées. — 1785. — Vol. 10. — Pp. 161–332.
  8. Blau, Peter J. Friction science and technology: from concepts to applications / Peter J. Blau. — London; New York: CRC Press, 2009. — 420 p.
  9. Крагельский, И.В. Развитие науки о трении / И.В. Крагельский, В.С. Щедров. — М.: Изд-во АН СССР, 1958. — 234 с.
  10. Dowson, D. History of Tribology / D. Dowson. — London; New York: Longman, 1979. — 677 p.
  11. Буяновский, И.А. Граничная смазка: этапы развития трибологии / И.А. Буяновский, И.Г. Фукс, Т.П. Шабалина. — М.: Нефть и газ, 2002. — 230 с.
  12. Morin A. Nouvelles Expériences sur le Frottement Faites á  Metz en 1831 // Mém. Présentés par Divers Savans á  l’Académie des  Sciences. — 1833. — Vol. 4. — Pp. 1–128,
  13. Жуковский, Н.Е. Трение бандажей железнодорожных колес о рельсы / Н.Е. Жуковский // Собр. соч.: в 16 т. — М.–Л.: Гостехиздат, 1950. — Т. 7. — С. 426–478.
  14. Rubenstein, С. General theory of the surface friction of solids / С. Rubenstein // Proc. Phys. Soc. — London, 1956. — Vol. 69, No. 9 — Pp. 921–932.
  15. Ling, F.F. On kinetic friction between unlubricated metallic surfaces / F.F. Ling, E. Saibel // Wear. — 1957. — Vol. 1, No. 3. — Pp. 167–172.
  16. Rubenstein, С. The coefficient of friction of metals / С. Rubenstein // Wear. — 1958. — Vol. 2, No. 2. — Pp. 85–96.
  17. Dahl, P.R. A solid friction model / P.R. Dahl // The Aerospace Corporation. Technical report. — 1968. — 31 p.
  18. Dahl, P.R. Measurement of solid friction parameters of ball bearings / P.R. Dahl // The Aerospace Corporation. Interim report. — 1977. — 25 p.
  19. Dowson, D. History of tribology / D. Dowson. — New York: Longman, 1979. — 677 p.
  20. Ишлинский, А.Ю. Механика: идеи, задачи, приложения / А.Ю. Ишлинский. — М.: Наука, 1985. — 624 с.
  21. Alexeyev, N.М. On the motion of material in the border layer in solid state friction / N.М. Alexeyev // Wear. — 1990. — Vol. 139. — Pp. 33–48.
  22. Haessig, Jr. D.A. On the modeling and simulation of friction / Jr. D.A. Haessig, B. Friedland // Journal of Dynamic Systems, Measurement and Control, Transactions of the ASME. — 1991. — No. 113(3). — Pp. 354–362.
  23. Gafvert, M. Comparisons of two dynamic friction models  / M. Gafvert // Proc. 1997 IEEE International Conference on  Control Applications, Hartford, CT. — 1997. — Pp. 386–391.
  24. Brushan, В. Principles and applications of tribology / В. Brushan. — New York: Willey, 1999. — 390 p.
  25. An integrated friction model structure with improved presliding behavior for accurate friction compensation / J. Swevers [et  al.]   // IEEE Transactions on Automatic Control. — 2000. — No. 45(4). — Pp. 675–686.
  26. Lampaert, V. Modification of the leuven integrated friction model structure / V. Lampaert, J. Swevers, F. Al-Bender  // IEEE Transactions on Automatic Control. — 2002. — № 47(4). — Pp. 683–687.
  27. Al-Bender, F. A novel generic model at asperity level for dry friction force dynamics / F. Al-Bender, V. Lampaert, J. Swevers  // Tribology Letters. — 2004. — No. 16(1–2). — Pp. 81–94.
  28. Frictional forces and Amonton’s law: from the molecular to the macroscopic scale / G. Jianping [et al.] // J. Phys. Chem. — 2004. — Vol. 108. — Pp. 3410–3425.
  29. Al-Bender, F. On the definition and laws of friction / F. Al-Bender // Proc. of World Tribology Congress III, Washington, Sept. 12–16, 2005. — Washington, 2005.
  30. Мерзляков, А.А. О внешнем трении и законе трения / А.А. Мерзляков // Омский научный вестник. — 2006. — № 4(38). — С. 77–81.
  31. On the origin of Amonton’s friction law / B  N  J  Persson [et  al.] // J. Phys.: Condens. Matter. — 2008. — Vol. 20, No. 39. — Pp. 395006–395017.
  32. Журавлев, В.Ф. О механизме явления шимми / В.Ф. Журавлев, Д.М. Климов // Докл. РАН. — 2009. — Т. 428, № 6. — С. 761–764.
  33. Popova, E. On the origin of Amonton’s friction law / E. Popova, V. Popov // Friction. — 2015. — Vol. 3, No. 2. — Pp. 183–190.
  34. Джонсон, К. Механика контактного взаимодействия / К. Джонсон. — М.: Мир, 1989. — 510 с.
  35. Щербаков, С.С. Механика трибофатических систем  / С.С. Щербаков, Л.А. Сосновский. — Минск: БГУ, 2011. — 407 с.
  36. Сосновский, Л.А. Основы трибофатики: учеб. пособие  / Л.А. Сосновский. — Гомель: БелГУТ, 2003. — Т. 1. — 246  с.; Т. 2. — 234 с..
  37. Сосновский, Л.А. Механика износоусталостного повреждения / Л.А. Сосновский. — Гомель: БелГУТ, 2007. — 434 с.
  38. Сосновский, Л.А. Фундаментальные и прикладные задачи трибофатики: курс лекций / Л.А. Сосновский, М.А. Журавков, С.С. Щербаков. — Минск: БГУ, 2011. — 488 с.
  39. Трение. Коэффициенты трения. Триботехника — наука о  трении [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://dpva.ru/Guide/GuidePhysics/Frication/. — Дата доступа: 16.09.2018.
  40. Буфеев, В.А. Явление воздействия пространственной системы активных сил на процесс трения (явление суперкулонова, или надкулонова внешнего трения) / В.А. Буфеев // Трение и износ. — 1996. — № 1. — С. 50–57.
  41. Буфеев, В.А. О механофрикционном эффекте и силе внешнего трения / В.А. Буфеев // Трение и износ. — 2000. — Т. 21, № 5. — С. 474–480.
  42. Марков, Д.П. Трибология и ее применение на железнодорожном транспорте / Д.П. Марков // Тр. ВНИИЖТ. — М.: Интекст, 2007. — 408 с.
  43. Трибофатика. Термины и определения: ГОСТ 30638–99. — Введ. 17.06.1999. — Минск: МГС по стандартизации, метрологии и сертификации: БелГИСС, 1999. — 17 с.
  44. Трыбафатыка // Беларуская энцыклапедыя. — Мiнск: БелЭН, 2002. — Т. 15. — 542 с.