Grundlagen der Berechnung von Reibung und Verschleiß pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Hanser Fachbuchverlag

作者:Victorovic Kragelski

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1986-04

价格:EUR 44.99

装帧:Gebundene Ausgabe

isbn号码:9783446136199

丛书系列:

图书标签:

• Maschinenbau
• 摩擦学
• 磨损
• 计算
• 工程
• 材料
• 表面工程
• 机械工程
• 润滑
• 可靠性
• 耐久性

材料表面相互作用的深层探究：摩擦与磨损的科学基础 在工程、制造和日常生活中，我们无时无刻不与“摩擦”和“磨损”打交道。这两个看似简单的现象，却是影响机械部件寿命、设备性能、能源效率乃至于产品可靠性的关键因素。理解摩擦和磨损的根本原因，掌握其发生规律，并在此基础上进行有效的控制和优化，是机械工程、材料科学、 tribology (摩擦学) 等领域的核心课题。 本书并非仅仅是罗列各种摩擦和磨损现象的现象学描述，而是深入到现象背后，探究其基础的物理和化学原理。它旨在为读者构建一个坚实的理论框架，使读者能够从微观尺度理解材料表面在接触、相对运动和相互作用过程中所发生的复杂过程。通过这种深入的理解，读者将能够更有效地分析实际问题，设计出更耐磨、更低摩擦的材料和部件，并开发出更先进的润滑和防护技术。 核心内容聚焦： 本书的叙述将围绕以下几个核心方面展开，力求全面而深入： 第一部分：摩擦的微观机制与宏观表现 表面形貌与接触： 摩擦的产生与材料表面的微观形貌密切相关。本书将首先介绍不同材料的表面粗糙度、微观几何特征以及它们如何影响实际接触面积。我们将探讨真实接触区域的形成过程，以及接触压力分布的复杂性。读者将了解到，宏观上的光滑表面在微观上往往是凹凸不平的，而这些微观结构是摩擦力产生的根源之一。 粘着与犁削： 摩擦力主要由两种机制产生：粘着和犁削。 粘着机制： 当两个表面接触时，即使在相对较低的压力下，其微观凸起处也会发生原子间的吸引力，形成微小的“粘着点”。在相对滑动过程中，这些粘着点需要被剪切才能使表面继续运动，从而产生粘着摩擦力。本书将深入探讨粘着点的形成条件、影响因素（如材料的粘附功、表面清洁度）以及其在不同材料组合中的表现。 犁削机制： 当一个表面的硬质微观凸起在另一个相对柔软的表面上滑动时，会像犁铧一样在被犁削表面上刻画出沟槽，从而产生犁削摩擦力。我们将分析犁削深度的影响因素，如凸起的硬度、形状，以及被犁削表面的硬度和塑性。 摩擦系数的决定因素： 摩擦系数并非一个常数，它受到多种因素的影响。本书将系统地分析以下关键因素： 材料性质： 不同材料的硬度、弹性模量、粘附功、表面能等性质如何影响粘着和犁削的相对贡献。 表面状态： 氧化层、吸附层、污染物等表面状态对摩擦行为的显著影响。 法向载荷： 载荷大小如何改变接触压力和真实接触面积，进而影响摩擦力。 滑动速度： 速度变化可能导致的润滑膜形成、温度升高、表面氧化加速等效应，从而改变摩擦系数。 温度： 材料在不同温度下的力学性能变化，以及高温可能诱发的化学反应，都将对摩擦产生深远影响。 摩擦过程中的能量耗散： 摩擦的本质是能量的耗散，这种耗散主要转化为热能。本书将探讨摩擦过程中能量耗散的各种形式，包括粘着点的剪切、犁削过程中材料的变形和断裂、以及表面振动等。对能量耗散的理解有助于我们评估摩擦造成的能量损失，并寻求降低损耗的途径。 第二部分：磨损的类型、机理与影响因素 磨损是材料表面在相对运动过程中，由于机械、物理、化学等因素作用而引起的材料损失现象。本书将对磨损的各种类型进行详细分类和深入剖析。 磨粒磨损 (Abrasive Wear)： 这是最常见的磨损类型之一，发生在表面与硬于自身的颗粒（如硬质颗粒、表面凸起）发生相对运动时。 两体磨损 (Two-body abrasive wear)： 硬质颗粒附着在一个表面上，并在另一个表面上滑动，造成犁削和切削。 三体磨损 (Three-body abrasive wear)： 游离的硬质颗粒被夹在两个相互滑动的表面之间，对两者都造成磨损。 本书将深入分析磨粒的尺寸、形状、硬度、浓度，以及相对运动的压力和速度等因素对磨粒磨损强度的影响。 粘着磨损 (Adhesive Wear)： 如同摩擦中的粘着机制，当两个表面发生强烈的粘着并随后发生相对滑动时，粘着点会被剪切，导致微小的材料转移或损失，这就是粘着磨损。本书将探讨粘着磨损的发生条件、粘着点剪切的机制，以及材料的塑性变形在其中的作用。 腐蚀磨损 (Corrosive Wear)： 在腐蚀性介质存在的环境下，表面的腐蚀产物与机械磨损同时发生，导致材料损失加速。本书将分析腐蚀与磨损的协同作用，以及不同腐蚀介质对磨损的影响。 疲劳磨损 (Fatigue Wear)： 在反复的应力循环作用下，材料表面可能出现微裂纹，并最终导致材料的剥落，形成疲劳磨损。本书将探讨应力集中、裂纹萌生和扩展的机制，以及循环载荷、接触应力等因素对疲劳磨损的影响。 其他磨损类型： 除了上述主要类型，本书还会简要介绍其他重要的磨损形式，如冲蚀磨损 (Erosive wear)、表面疲劳 (Surface fatigue) 等，并探讨其特定的发生条件和机理。 磨损速率的评估与预测： 磨损速率是评价材料耐磨性的重要指标。本书将介绍多种评估磨损速率的方法，并探讨如何基于材料性质、载荷、速度、环境等因素，建立磨损模型，进行磨损速率的预测。 第三部分：润滑与表面工程在控制摩擦与磨损中的应用 理解了摩擦和磨损的根本原因后，本书的重点将转向如何有效控制它们，以提高机械系统的性能和寿命。 润滑理论的基础： 润滑是减少摩擦和磨损最有效的方法之一。本书将介绍润滑的基本理论，包括： 流体润滑： 在相对运动的表面之间形成连续的润滑油膜，使表面之间几乎完全分离。我们将讨论流体静压润滑、流体动压润滑的原理，以及油膜厚度、压力分布的计算。 边界润滑： 当油膜厚度不足以完全分离表面时，润滑剂中的添加剂会在表面形成一层薄膜，提供润滑作用。本书将深入分析润滑剂添加剂的作用机理，如极压添加剂、抗磨添加剂等。 混合润滑： 介于流体润滑和边界润滑之间的情况。 润滑剂的组成与选择： 介绍不同类型的润滑剂（矿物油、合成油、固体润滑剂等）的特性，以及如何根据应用条件（温度、载荷、速度、环境）选择合适的润滑剂。 表面工程技术： 除了润滑，通过改变材料表面的性质，也是控制摩擦和磨损的重要手段。本书将介绍： 表面处理技术： 如渗碳、氮化、镀层（硬铬、陶瓷、类金刚石碳等）、PVD/CVD技术等，它们如何提高材料的硬度、耐磨性，降低摩擦系数。 表面纹理化 (Surface Texturing)： 在表面加工出特定的微观纹理，以改善润滑膜的形成、储存润滑剂、降低摩擦。 摩擦和磨损的实验方法： 介绍用于测量摩擦力和磨损量的各种实验设备和方法，如环块试验机、销盘试验机、往复摩擦试验机等，以及它们在研究摩擦和磨损问题中的作用。 本书的特点： 理论与实践的紧密结合： 在深入阐述基本原理的同时，本书注重将理论知识与实际工程应用相结合，通过分析具体的工程案例，帮助读者更好地理解和应用所学知识。 系统性与全面性： 本书力求从摩擦和磨损的根源出发，系统地梳理和阐述相关的理论、机理、影响因素以及控制方法，为读者提供一个全面而深入的认识。 跨学科视角： 摩擦和磨损的研究涉及材料科学、力学、化学、物理学等多个学科，本书将以一种融合性的视角，整合相关学科的知识，为读者提供更广阔的视野。 为工程师和研究人员量身打造： 本书的内容深度和广度，使其成为机械工程师、材料科学家、研发人员以及对摩擦和磨损现象感兴趣的学生的重要参考资料。 通过阅读本书，您将不再视摩擦和磨损为神秘的、难以捉摸的现象，而是能够以科学的眼光审视它们，理解它们是如何发生的，并掌握如何通过理性设计和先进技术来驾驭它们，从而实现更高效、更可靠、更长寿命的机械系统。

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这本书的封面设计着实令人眼前一亮，那种深沉的蓝色调，配上烫金的标题字体，散发着一种严谨而专业的学术气息。我是在一个偶然的机会在书店角落里发现它的，当时就被它散发出的那种“硬核”气质所吸引。虽然我对这个领域的研究尚处于初级阶段，但光是翻阅目录和前言，就能感受到作者在知识体系构建上的深厚功力。它似乎不仅仅是罗列公式和理论，更像是在试图构建一个宏大而精密的计算框架。我尤其欣赏它对基本物理原理的溯源，很多教科书为了追求篇幅会草草带过，但这本书却花了大量笔墨去夯实基础，这对于真正想吃透这门学科的人来说，简直是如获至宝。我可以想象，如果能沉下心来逐字逐句地啃读，我对摩擦学乃至材料科学的理解一定会提升到一个新的层次。它给我的第一印象是：这是一本需要时间去沉淀，去反复研读的经典之作，而不是一本可以囫囵吞枣的工具书。

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这本书的排版和插图处理，说实话，有一些时代感，但这种“老派”反而带来了一种难得的踏实感。图表不多，但每一个图示都经过精心设计，直接服务于核心概念的阐释，没有丝毫多余的装饰。我特别留意了书中关于动态摩擦系数变化的实验数据引用部分，作者似乎采用了大量的早期经典实验数据来验证他提出的修正模型，这让我对这个模型的可靠性深信不疑。而且，与很多新出版的教材倾向于介绍最新颖但尚未完全成熟的技术不同，这本书似乎更专注于那些经过时间考验、具有普适性的基本规律。这对于希望建立稳固理论基础的研究生来说，是极大的优势。它不追求“新奇”，而是追求“正确”和“深刻”，这在当今快速迭代的科研领域中，显得尤为可贵。

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读完前三章，我最大的感受是作者在逻辑推导上的细腻和严谨，简直到了吹毛求疵的地步。他似乎对任何一个简化假设都抱持着高度的警惕性，总是在引入新概念之前，先对前置条件的适用范围进行极其审慎的界定。特别是关于接触几何模型的部分，传统的描述往往是二维或理想化的三维表面，但这本书却引入了一些关于微观形貌随机性的概率模型，这使得整个理论框架一下子变得更加贴近真实世界的复杂性。我花了好大力气才跟上作者从经典库仑摩擦定律到现代能量耗散理论的过渡，其中穿插的大量数学推导，虽然一度让我感到头晕目眩，但每当推导出一个关键结论时，那种“原来如此”的顿悟感，是其他任何教材都无法比拟的。这本书的深度，要求读者必须具备扎实的分析数学和固体力学背景，否则很容易在某一页卡壳，然后不得不退回去重温大学的基础课程。

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对于希望从事机械设计、材料失效分析或者纳米摩擦学研究的工程师和学者来说，这本书无疑是一本值得纳入私人珍藏的案头必备书。我个人认为，这本书更侧重于“机理”的深入剖析，而非“应用”的快速速查。它不会告诉你某个涂层在某型号轴承上的具体涂敷参数，但它会告诉你，为什么这个涂层在那种载荷和速度条件下会表现出特定的摩擦特性。这种底层逻辑的掌握，远比死记硬背应用手册上的数据要重要得多。读完它，你会感觉像是被灌输了一套完整的思维工具箱，让你面对任何新的摩擦磨损问题时，都能从第一性原理出发去构建自己的分析模型，而不是盲目套用经验公式。它对思维的提升作用，是无法用简单的知识点数量来衡量的。

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我注意到这本书的参考文献部分异常详尽，涵盖了从十九世纪末到最近几年的重要文献，这表明作者在撰写过程中进行了极为广泛而深入的文献调研。更重要的是，他不仅仅是简单地罗列，而是在行文中对不同学派的观点进行辨析和比较，甚至毫不避讳地指出某些经典模型在特定工况下的局限性。这让阅读过程变成了一场与多个领域先驱思想的对话。例如，在讨论粘着磨损机制时，书中对比了基于表面能理论和基于剪切应力梯度的两种解释路径，并分析了各自的优缺点，这种批判性的视角，极大地拓宽了我对摩擦本质的理解。这本书的价值，我认为有一半体现在它引导读者如何进行科学辩论和批判性思考的能力上。

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