Удельная прочность на срез
В предыдущей главе мы показали, что для многих полимерных материалов трение в основном обусловливается срезанием соединений на поверхности раздела. Кроме того, конечно, имеется компонента трения, которая является результатом до-рожкообразования или пропахивания.
В этой главе разберем этот вопрос несколько подробнее и покажем, что эта составляющая может часто составлять основную часть трения, особенно если адгезия на поверхности касания мала.
Предположим, что твердая сфера скользит по поверхности вязкоупругого твердого тела.
Общая сила трения Р может рассматриваться состоящей из двух частей. Первая является результатом сил, требуемых для преодоления адгезии между поверхностями.
Назовем ее Радг. Вторая составляющая является результатом образования дорожки на поверхности, даже когда деформация твердого тела является упругой и не может быть обнаружена остаточная дорожка.
Причина этого заключается в следующем. По мере того как сфера продвигается вперед, она упруго деформирует твердое тело на фронтальной половине области контакта.
В задней части области контакта сжатое твердое тело давит на сферу и вынуждает ее двигаться вперед. Если твердое тело обладает идеальной упругостью, то при движении сферы вперед не будет затрачиваться никакая работа.
Однако, так как все твердые тела не обладают идеальной упругостью, то процесс деформации будет сопровождаться рассеянием энергии, обусловленным гистерезисными свойствами твердого тела.
Эта идея первоначально возникла при изучении механизма трения качения, который более подробно будем обсуждать в следующей главе, где будет показано, что при чистом качении сопротивление перекатыванию почти полностью обусловливается гистерезисными потерями в деформируемом твердом теле. Если при скольжении адгезионная составляющая не слишком большая (т. е. не происходит значительного искажения формы образца под ползуном), то деформационные потери могут рассматриваться по существу аналогич по дереву фрикционное поведение подчиняется вышеприведенному соотношению и гистерезисные потери составляют значительную часть наблюдаемого трения.
