Гистерезисные потери в мокром дереве
Количественное соотношение между наблюдаемым и расчетным значениями трения качения Теперь используем довод, который будет развит в следующей главе и который показывает, что потеря энергии при качении будет приблизительно в 2 раза больше, чем потери, имеющие место в экспериментах циклического нагружения. Таким образом, для первого прохода можно ожидать, что сопротивление качению особенно для результатов качения в равновесном состоянии. Ввиду грубых допущений, сделанных в этом анализе, это совпадение может быть рассмотрено как вполне удовлетворительное.
Мы уже видели, что величина р5 — рс, являющаяся разницей между коэффициентами трения скольжения и качения, почти не зависит от нагрузки и диаметра шарика 1. Объясним эту величину как трение, являющееся результатом адгезии между деревом и другой скользящей поверхностью. Вероятным механизмом адгезии (находящим подтверждение во влиянии на силу трения) выжимаемых жиров, являются водородные связи между окисным слоем металла, и несвязанными гидроксильными группами компонентов целлюлозы.
Дальнейшее подтверждение такого механизма получается при рассмотрении скольжения и качения шариков из ПТФЭ по бальзаму. Трение качения таких шариков одинаково с трением качения стальных шариков, но трение скольжения и, следовательно, — намного меньше, чем у стальных шариков.
Как мы уже видели, ПТФЭ имеет очень большой угол смачивания водой, так что взаимодействие ПТФЭ с гидроксильными группами на поверхности дерева в присутствии воды будет ослабляться.
Это должно привести к низким величинам трения скольжения, что и наблюдается. Более того, величины трения скольжения для ПТФЭ по мокрому бальзамовому дереву почти одинаковы для выжатого и невыжатого образцов.
Предположение, что адгезия на поверхности раздела обусловливается в значительной степени водородными связями, подтверждается экспериментами, в которых число гидроксильных групп на поверхности дерева снижалось ацетиляцией поверхности, используя различные способы растворения.
