3.6.6 Вплив температур на τ0 і β

По характеру залежності від температури можна судити про природу молекулярної складової. Звичайні експерименти по встановленню впливу температури на коефіцієнт тертя важко використовувати, так як, по–перше, мають місце зміни механічних властивостей матеріалів при нагріванні, по–друге, на поверхнях тертя (при відсутності змащення) на повітрі можуть утворитися плівки різних сполук (оксидів) – приховуючі результати.

Для того, щоб перевірити справедливість термофлуктуаційної теорії, будувався графік залежності lgτ від 1/T. У випадку справедливості рівняння результати повинні укладатися на пряму, що частково підтверджує висунуту гіпотезу про вакансійний механізм опору зсуву.

Ернст і Мергант запропонували обчислювати зсувнийй опір при терті металів в вакуумі по теплоті плавлення, використовуючи рівняння Клапейрона–Клазіуса:

,

де L – теплота плавлення, кал/г; ρ – густина кристалу г/см³; T_П/T - співвідношення температури плавлення до температури на плямі контакту.

Певно втрати енергії, яка йде на формування й руйнування молекулярного шва, обумовлене релаксаційними процесами, які йдуть самотично.

3.7 Механічна складова сили тертя

Основними безрозмірними критеріями, які оцінюють механічну складову тертя, є коефіцієнт гістерезисних втрат і відносного впровадження одиничної нерівності, яке являє собою відношення , деh – глибина впровадження, r – радіус кривизни одиничної поверхні, модельованій у вигляді сфери. Механічна складова збільшується при збільшенні шорсткості поверхні і росту навантаження. Для достатньо гладких поверхонь деформаційна складова нікчемно мала.

3.7.1 Одинична поверхня.

Розглянемо пластичний контакт одиничної нерівності радіусом r, впровадженого на глибину h рис.36

Ритс.36. Поперечний переріз впровадженого індентора

Площа перерізу, перпендикулярного руху приблизно дорівнює площі вписаного трикутника, тобто A_r = ha, де a – радіус плями контакту.

Якщо напруження пластичному відтиснення матеріалу дорівнює σ_T, то загальна сила . Навантаження на таку нерівність буде дорівнювати. Множникпояснюється тим, що розміщена за діаметральним перерізом половина сферичного сегменту не несе навантаження.

Звідки

,

Якщо вважати в першому наближенні, що σ_T = σ_N, і врахувати, що із геометричних міркувань а= , то отримаємо

,

Більш точний розрахунок для одиничної нерівності в умовах пластичного контакту дає

,

Для пружного контакту, використовуючи відомі розрахунки опору кочення жорсткої сфери по пружному напівпростору, отримаємо наступний вираз для коефіцієнта тертя:

,

де α_Г – коефіцієнт гістерезисних втрат при ковзанні.

При ковзанні сфери встановлено, що , деα – коефіцієнт гістерезисних втрат для матеріалу, визначений в експериментах по одновісному розтяганні – стисненні.

Виражаючи величину впровадження через навантаження і механічні властивості, отримаємо: при пластичному контакті для одиничної сферичної нерівності (тут вважаємо, що тільки впровадженої поверхні сфери при ковзанні сприймає нормальне навантаження)

,

звідки

,

при пружному контакті

,

де

.