Формирование площади фактического контакта

Формирование площади фактического контактаВопрос о природе адсорбционных пленок как газообразных, так и жидких, приобретает особое значение, если принять во внимание, что при всяких сопряжениях поверхностей твердых тел (механическая обработка, трение и т. п.) адсорбционный слой первый принимает на себя нагрузку, и его поведение в значительной степени определяет дальнейшее течение процесса. Формирование площади фактического контакта для сопряженных твердых тел определяется их механическими свойствами, формой, шероховатостью поверхности, температурой, удельным давлением, скоростью относительного скольжения и другими факторами. Общая фактическая площадь касания получается как сумма площадей касания, находящихся в механическом взаимодействии (FM) и молекулярном (F0),t. е. F0 = FM + Fo. Молекулярное взаимодействие деталей эквивалентно дополнительному давлению на сопряжение.

В процессе сближения тел вначале возникают участки F0, которые при дальнейшем сближении после достаточно глубокого взаимного внедрения постепенно переходят в FM, а воздействию F0 подвергаются другие шероховатости обоих тел, отстоящие на несколько А. Такой характер контактирования тел, соответствующий статическому нагружению, с некоторыми дополнительными усложнениями остается справедливым и для скользящих контактов. В обоих случаях пятна механического и молекулярного взаимодействия дискретны.

В связи с разнообразием микротопографии отдельных участков соприкасающихся твердых тел касание их, как уже указывалось, всегда дискретно, и взаимное внедрение неровностей происходит на разную глубину.

Поэтому, а также по причине неоднородной твердости поверхностей, пятна касания находятся всегда под разным напряжением.

Последнее для неподвижного контакта находится в некоторой функциональной зависимости от первоначальных контактирующих шероховатостей.

Для поверхностей неподвижных тел, находящихся в соприкосновении, площадь контакта по Боудену и Тайбору определяется по формуле