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出版者:浙江大学出版社

作者:全永昕

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1994-11

价格:8.65

装帧:平装

isbn号码:9787308013314

丛书系列:

图书标签:

• 摩擦学
• 工程
• 机械
• 材料
• 表面工程
• 磨损
• 润滑
• 设计
• 可靠性
• 工业工程

《机械系统中的摩擦与磨损：理论、应用与前沿》 一、 导言 在现代工业制造和机械工程领域，摩擦和磨损是不可忽视的关键因素，它们直接影响着机械系统的性能、寿命、可靠性和能耗。从微观的表面接触机理到宏观的系统运行表现，摩擦学（Tribology）作为一门跨学科的科学，致力于深入理解和控制材料在相对运动时产生的摩擦、磨损和润滑现象。本书旨在全面阐述机械系统中的摩擦与磨损现象，提供坚实的理论基础，丰富的应用实例，并展望该领域的最新研究动态和未来发展方向，为工程师、研究人员和相关领域学生提供一本权威的参考资料。 二、 核心内容概览 本书共分为八个主要部分，层层递进，深入浅出地揭示摩擦学领域的奥秘。 第一部分：摩擦学基础理论 1.1 表面科学与接触力学： 深入探讨材料表面的微观形貌、表面粗糙度、真实接触面积的形成机制。介绍接触力学模型，如赫兹接触理论、阿顿-盖尔登模型等，阐明宏观载荷如何在微观接触点上分布，为理解摩擦力的产生奠定基础。 1.2 摩擦的微观机理： 详细解析不同类型的摩擦力来源，包括粘着摩擦（分子吸引力）、犁削摩擦（表面凸起相互作用）和变形摩擦。探讨不同材料组合、表面状态和环境因素对摩擦系数的影响。 1.3 磨损的分类与机理： 详细介绍磨损的几种主要类型，包括粘着磨损、磨粒磨损、表面疲劳磨损、腐蚀磨损和冲蚀磨损。深入分析每种磨损机理的发生条件、发展过程和影响因素，以及其在实际应用中的表现。 第二部分：润滑理论与技术 2.1 润滑在摩擦与磨损控制中的作用： 阐述润滑剂如何通过形成油膜、隔离接触表面、降低摩擦系数、带走热量和污染物，从而显著减少磨损，延长机械寿命。 2.2 流体润滑理论： 详细介绍流体动压润滑、流体静压润滑和混合润滑的机理。重点讲解雷诺方程及其求解方法，分析润滑油膜的压力分布、承载能力和油膜厚度，以及影响因素。 2.3 边界润滑与极压润滑： 探讨在低速、重载或高温条件下，油膜断裂时的润滑机制。介绍极压添加剂的作用机理，如何与金属表面反应形成低剪切强度的保护膜，有效防止磨损。 2.4 固体润滑与干摩擦： 介绍固体润滑剂（如石墨、二硫化钼）的工作原理，及其在高温、真空或特殊工况下的应用。分析干摩擦过程中材料转移、表面改性和氧化层的形成。 2.5 润滑剂的性能与选择： 详细介绍润滑油、润滑脂、固体润滑剂的物理化学性质，如粘度、粘温特性、氧化安定性、极压性能、抗磨性能等。提供选择适合特定工况和材料的润滑剂的指导原则。 第三部分：表面工程与改性 3.1 表面改性对摩擦磨损性能的影响： 阐述通过各种表面工程技术，如热处理、化学热处理（渗碳、渗氮）、物理气相沉积（PVD）、化学气相沉积（CVD）、离子注入、激光熔覆、喷涂等，改变材料表面成分、组织和结构，以提高其耐磨性、减摩性和抗蚀性。 3.2 涂层技术与应用： 重点介绍硬质涂层（如TiN, DLC）、自润滑涂层（如MoS2, PTFE）、阻抗涂层等在减少摩擦和磨损方面的关键作用，并结合实例说明其在刀具、轴承、活塞环等领域的广泛应用。 3.3 表面纹理化技术： 介绍在表面加工预设特定纹理（如沟槽、凹坑、网格）如何影响润滑油膜的形成、储存和输运，从而优化润滑效果、减少磨损并可能降低摩擦。 第四部分：特定机械部件的摩擦学分析 4.1 轴承的摩擦与磨损： 分析滚动轴承和滑动轴承在不同工况下的摩擦特性和磨损机理，探讨油膜形成、滚动体与滚道的接触、润滑剂性能对轴承寿命的影响。 4.2 齿轮传动的摩擦学： 深入研究齿轮啮合过程中的接触应力、表面接触、油膜形成与破坏，以及由此产生的摩擦损耗和磨损，探讨如何通过齿轮设计、材料选择和润滑改进来提升传动效率和寿命。 4.3 往复运动部件的摩擦学： 如活塞环与气缸壁、密封件与配合面的摩擦与磨损。分析其在高速、高温、高压下的复杂工况，探讨环形磨损、擦伤、烧结等现象的成因及控制方法。 4.4 航空航天与汽车工业中的摩擦学应用： 涵盖发动机、变速器、制动系统、起落架等关键部件的摩擦学问题，以及在极端环境下（如真空、低温、高温、高载荷）的特殊挑战和解决方案。 第五部分：摩擦学性能的测试与表征 5.1 实验室测试方法： 详细介绍常用的摩擦学测试设备和方法，如 the pin-on-disk, ball-on-disk, reciprocating friction testers, tribometers等，以及如何通过这些测试来评估材料的摩擦系数、磨损率、耐磨性、润滑性等。 5.2 磨损表面形貌与成分分析： 介绍金相显微镜、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、原子力显微镜（AFM）、X射线衍射（XRD）、X射线能谱分析（EDS）等先进的表面分析技术，用于研究磨损痕迹的形貌、尺寸、深度、磨屑成分和表面化学变化。 5.3 在线监测与故障诊断： 探讨如何通过监测润滑油的磨损颗粒、振动信号、温度等参数，实现对机械系统磨损状态的实时监控和故障预警。 第六部分：摩擦学与环境可持续性 6.1 节能减排与摩擦损耗： 分析减少机械系统摩擦损耗对提高能源利用效率、降低碳排放的重要意义，提出通过优化设计、先进润滑和材料选择来实现绿色制造和可持续发展的策略。 6.2 生物润滑与环境友好型润滑剂： 介绍生物基润滑剂、可生物降解润滑剂的研发和应用，以及它们在环境保护方面的优势。 6.3 摩擦磨损的回收与再利用： 探讨磨损过程中产生的磨屑的成分分析及其潜在的回收和再利用价值。 第七部分：前沿研究与未来展望 7.1 纳米摩擦学： 探索在纳米尺度下摩擦与磨损的特殊现象和规律，以及在微纳机电系统（MEMS）和纳米器件中的应用。 7.2 智能润滑与自修复材料： 介绍能够根据工况变化自动调整润滑性能的智能润滑技术，以及能够自我修复表面损伤的自修复材料在提高机械可靠性方面的潜力。 7.3 摩擦学与大数据、人工智能： 探讨如何利用大数据分析和人工智能技术来优化摩擦学性能预测、材料设计和故障诊断。 7.4 摩擦学在新能源领域的应用： 如风力发电机、电动汽车动力系统、氢燃料电池等关键部件的摩擦学挑战与机遇。 第八部分：结论与建议 总结全书内容，强调摩擦学在现代工程中的重要性，并为相关研究和实践提供方向性建议。 三、 适用读者 本书适用于机械工程、材料科学、工业制造、汽车工程、航空航天等领域的工程师、科研人员、技术人员以及高等院校相关专业的研究生和本科生。它将帮助读者深入理解机械系统的可靠运行机制，掌握优化摩擦学性能的先进技术，从而设计出更高效、更耐用、更经济的机械产品。

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这本《工程摩擦学》给我带来的不仅仅是知识的增长，更是一种对工程问题的全新视角。在阅读之前，我总觉得摩擦和磨损是工程设计中需要尽量避免的“坏事”，但这本书彻底颠覆了我的看法。作者在书中以一种非常严谨且富有逻辑性的方式，揭示了摩擦的复杂性，它既可能导致能量损失和设备损坏，也可能是实现某些功能（如制动、抓取）的关键。书中的理论部分讲解得非常透彻，从宏观的摩擦定律到微观的接触力学，都进行了详细的阐述。我尤其赞赏书中关于各种表面处理技术对摩擦磨损性能影响的章节。 让我感到惊叹的是，书中还深入探讨了摩擦学在一些新兴领域的应用，比如生物医学工程中的植入物表面摩擦，以及微机电系统（MEMS）中的微摩擦问题。这些内容让我看到了摩擦学研究的广阔前景和巨大的应用潜力。作者在讲解过程中，大量引用了最新的研究成果和实际工程案例，这使得书中的内容既有理论深度，又具有很强的现实意义。我发现，通过学习这本书，我能够更清晰地认识到，在进行工程设计时，如何根据具体的应用场景，巧妙地利用摩擦，甚至“设计”摩擦，以达到预期的性能目标。这本书无疑是一本非常有价值的参考书，对于任何希望在工程领域有所建树的人来说，都具有重要的指导意义。

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这本《工程摩擦学》真的让我耳目一新，虽然我并非专业研究者，但作为一名对机械设计有浓厚兴趣的工程师，我一直觉得摩擦这个概念虽然基础，但在实际应用中却往往被低估其重要性。这本书恰恰填补了我在这一知识上的空白。它没有一开始就陷入晦涩的理论推导，而是从一些非常贴近生活的例子入手，比如鞋底的防滑设计、汽车刹车片的工作原理，甚至是工业生产线上滚轴的润滑问题，通过这些鲜活的案例，我才意识到摩擦力在工程设计中扮演着多么关键的角色，它既是保障安全的关键，也是效率的决定性因素。 书中的一些章节，例如关于表面形貌和材料特性对摩擦系数影响的讨论，给我留下了深刻的印象。它详细阐述了宏观几何形状、微观粗糙度以及材料本身的硬度、弹性模量等如何共同作用，形成复杂的摩擦行为。我特别喜欢书中对不同润滑剂作用机理的深入剖析，从边界润滑到流体润滑，每一种润滑方式的适用条件和优缺点都讲解得非常透彻，并且配有大量的图表和示意图，即使是初学者也能很容易地理解。最让我感到惊喜的是，书中还涉及了一些先进的摩擦控制技术，比如自修复材料在减少磨损方面的应用，以及智能材料如何根据工况动态调整摩擦力，这些前沿的知识让我看到了摩擦学研究的巨大潜力和未来发展方向，激发了我对未来机械设计的更多想象。

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我最近翻阅了这本《工程摩擦学》，不得不说，这本书的价值远超我最初的预期。作为一名机械制造领域的工程师，我一直认为对摩擦和磨损的深入理解是提升产品可靠性和性能的关键。这本书恰恰满足了我在这方面的需求。作者在书中系统地介绍了摩擦学的基本理论，从微观的表面接触模型到宏观的摩擦定律，讲解得非常清晰。我尤其欣赏其中关于磨损分类及其影响因素的章节，它详细阐述了磨粒磨损、粘着磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损等几种主要的磨损机制，并列举了大量不同行业中的典型应用案例，例如刀具磨损、齿轮磨损、活塞环磨损等。 书中的图示和表格非常丰富，能够直观地展示复杂的摩擦和磨损现象。我特别关注了关于材料选择对摩擦磨损性能影响的部分，作者不仅介绍了传统的高耐磨材料，还对一些新型复合材料、陶瓷材料在摩擦学应用中的潜力进行了探讨。更让我惊喜的是，书中还触及到了摩擦学的先进技术，比如表面工程技术，如 PVD、CVD 涂层，以及等离子喷涂等，如何改善材料的摩擦磨损性能。这些内容为我在实际工作中优化材料选择和表面处理提供了宝贵的参考。总而言之，这本书是一本理论与实践相结合的优秀教材，对于从事机械设计、制造、维护等工作的工程师来说，具有很高的参考价值。

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《工程摩擦学》这本书的阅读体验相当独特，它仿佛带我走进了一个全新的微观世界，让我对那些看似微不足道的表面接触有了全新的认识。作者在书中以一种非常系统且深入的方式，剖析了摩擦的本质，以及它在工程实践中扮演的多重角色。我非常欣赏书中对摩擦力产生的微观机制的详细阐述，从原子尺度上的相互作用到宏观的表面接触，都进行了一一解读。书中还重点介绍了各种摩擦系数的影响因素，例如表面粗糙度、法向载荷、滑动速度、环境因素（如温度、湿度、腐蚀性介质）等等，这些信息对于我理解和预测实际工程中的摩擦行为至关重要。 令我印象深刻的是，书中关于磨损的章节，它不仅仅停留在理论层面，而是深入探讨了不同磨损模式的形成机理，以及如何通过设计和材料选择来抑制或控制磨损。我特别关注了关于表面工程和润滑技术的部分，作者详细介绍了各种润滑剂的类型、特性以及它们在不同工况下的应用。例如，书中对固态润滑剂（如二硫化钼、石墨）和液态润滑剂（如矿物油、合成油）的性能对比分析，以及它们在真空、高温、高压等极端环境下的表现，都让我受益匪浅。这本书让我对工程摩擦学这个学科有了更全面的认识，也为我解决实际工程问题提供了理论指导和技术参考。

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《工程摩擦学》这本书的叙事方式非常独特，它不像我之前读过的许多技术书籍那样，上来就是一大堆公式和理论。这本书更像是带着你进行一次探索之旅，从最基础的“为什么会有摩擦”开始，一步步揭示摩擦的本质，以及它在各种工程场景下的具体表现。书中穿插了许多历史上重要的摩擦学研究案例，从古人的经验总结到现代科学的精密测量，这种历史的回顾让我对摩擦学的研究历程有了更深的认识。而且，作者在讲解概念时，常常会引入一些类比，比如将粗糙的表面比作崎岖的山峦，将润滑油比作山谷间的河流，这种生动的比喻让那些原本可能枯燥的物理概念变得形象易懂。 特别令我称道的是，这本书在介绍不同摩擦磨损机制时，并没有简单地罗列几种类型，而是深入分析了每种机制的发生条件、影响因素以及可能的后果。例如，关于粘着磨损的部分，作者详细解释了微观接触点在高压下的塑性变形和冷焊，以及这些粘合点如何被剪切断裂，从而导致材料损失。书中还提供了不少实际案例，比如轴承的早期失效分析，通过对磨损颗粒的形态和成分进行分析，来判断是哪种磨损机制在起作用。这种实事求是的分析方法，对于解决实际工程问题非常有指导意义。这本书也让我对“磨损”有了更全面的理解，它不仅仅是材料的损耗，更是能量的耗散和产品寿命的缩减。

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