5
ВВЕДЕНИЕ
В последние десятилетия интенсивно исследуются основные законы су-
хого контактного трения. При этом рассчитываются и измеряются коэффициен-
ты трения скольжения и качения в зависимости от упругих, пластических и
вязких свойств соприкасающихся тел и конкретного состояния тонких поверх-
ностных слоев площадей контакта тел. Рассматривается широкий диапазон зна-
чений нормального и тангенциального напряжений, действующих в этих слоях.
Растущие требования к современным материалам и готовым изделиям, а также
к технологиям их получения превратили эту задачу в актуальную проблему
машиностроения, надёжности машин и сооружений. За эти годы созданы спе-
циализированные лаборатории и экспериментальные установки для измерения
сил трения и износа различных материалов в широком диапазоне нагрузок,
температур и скоростей относительного движения испытуемых пар. К настоя-
щему моменту проведены измерения сил трения скольжения, вплоть до сверх-
высоких скоростей
v
≈ 1200 м/сек [22]. Сегодня это остаётся актуальной про-
блемой прикладной механики [6-13]. Основы расчётов на трение и износ, а
также список экспериментальных и теоретических работ, посвящённых этой
теме, можно найти в коллективной монографии И.В. Крагельского и др. [3],
[22].
Тем не менее, авторам настоящей работы не удалось найти какого-либо
учебного пособия по изучению всех видов трения и методических пособий к
лабораторным работам, посвящённых этой теме и предназначенных для лабо-
ратории механики высшего учебного заведения. Чтобы восполнить этот пробел,
авторами всесторонне рассматривается процесс трения во всех его проявлени-
ях: вязкое трение и движение в ньютоновской жидкости, трение скольжения,
качения и верчения при соприкосновении твёрдых тел. Теоретическое рассмот-
рение процессов трения подкрепляется подробным решением соответствующих
задач. Параллельно приводится методика измерения коэффициентов соответст-
вующих видов трения. Указывается возможность теоретической оценки значе-
ний соответствующих коэффициентов трения.
На основе настоящей работы готовится методическое пособие к лабора-
торной работе по измерению коэффициентов трения с подробным описанием
экспериметальной установки.
Сложность исследования процессов сухого трения (см. гл. 5) заключается
(см. гл. 2), в частности в том, что необходимо знать и применять теорию упру-
гости. Решение многих задач теории упругости требует знания дифференци-
альной геометрии (см. гл. 3). При решении контактных задач (см. гл. 4) при-
знанные специалисты, авторы известных книг (см. задачи 1, 2 в п. 9 в [35] и
статью «Удар» в [23]), учитывая сложность и объём выкладок, приводят гото-
вые результаты из дифференциальной геометрии и теории B(бета) и Г(гамма)
функции Эйлера. Это обстоятельство делает не полностью понятным решение
соответствующих задач. Если в такой ситуации имеется опечатка, то неспециа-
листу бывает трудно разобраться. Авторы старались избежать этих недостатков
и сделать изложение самодостаточным, согласованным и, по возможности, по-
