Внешнее трение и его закономерности

В настоящей монографии изложены результаты многолетней работы авторов по исследованию внешнего трения как физического явления. В ней подробно освещена сущность установленных прямого и обратного механофрикционных эффектов, исследование которых вносит коренные изменения в существующие физические представления о трении и дает начало развитию нового --- как экспериментального, так и теоретического --- направления в трибологии. В книге рассмотрен предложенный одним из авторов резонансный диссипационный механизм внешнего трения. Разработан новый континуально-полевой подход к внешнему трению и износу, основанный на использовании законов термодинамики и применении фрикционной диссипативной функции, что позволяет ставить и решать задачи внешнего трения и износа как краевые модельные задачи физики. Обосновано единство физической природы внешнего и внутреннего трения и показана одинаковость их диссипативных механизмов. На основе установленной связи между величиной силы внешнего трения и бессиловыми характеристиками внутреннего трения решена проблема Г. Герца для неконсервативных систем с трением, суть которой состоит в требовании полного исключения понятия силы внешнего трения в классической механике. Применительно к трибосистемам сформулирован новый вариационный термодинамический принцип (принцип Умова---Циглера), который может быть использован для описания и изучения сложных фрикционных систем. Показано, что сила внешнего трения не является запаздывающей временнóй функцией. Рассмотрены основы кинетической теории износа хрупких тел. Предложен поканальный (зондовый) экспериментальный метод изучения свойств фрикционного контакта. На основе сформулированного понятия обратной фрикционной связи изучено влияние упругих волновых потерь на усталостное разрушение материалов при трении. Показана возможность разделения силы трения на поверхностную и объемную составляющие. Рассмотрена возможность проявления при внешнем трении масштабного эффекта. Введено понятие точки приложения силы трения. Обсуждаются причины стохастической природы трения и износа и способы ее учета при решении фрикционных задач. Монография рассчитана на научных и инженерно-технических работников, специализирующихся в области физики трения, трибологии, машиностроения, обработки металлов давлением, грунтоведения, а также на специалистов других отраслей, сталкивающихся в своей работе с проблемами трения. Монография составлена с учетом возможного ее использования преподавателями, аспирантами и студентами вузов, учебные программы которых предусматривают углубленное изучение фрикционных процессов и закономерностей трения. Развиваемый в монографии подход в изучении трения по-новому ставит вопрос о методах преподавания темы "Внешнее и внутреннее трение" в вузах и средних учебных заведениях, включая среднюю школу.