Механика контактного взаимодействия и физика трения. От нанотрибологии до динамики землетрясений

М.: Физматлит, 2013. - 352 с. (OCR под изображением)Книга посвящена изложению механики контактного взаимодействия в ее взаимосвязи с физикой трения и способствует более глубокому физическому пониманию трибологических явлений. С единой точки зрения обсуждаются такие тесно связанные между собой феномены, как контакт, адгезия, капиллярные силы, трение, смазка и износ.Автор освещает (1) методы качественной оценки трибологических величин, (2) методы аналитического расчета в минимально необходимом объеме, а также (3) основы численных методов моделирования в физике трения. Тем самым создается целостная картина трибологических процессов на различных масштабных уровнях (от нанотрибологии до динамики землетрясений). Отдельные главы посвящены динамике трибологических систем, в том числе фрикционным неустойчивостям и структурообразованию при трении, а также реологии и физике трения эластомеров. Задачи с решениями в каждой главе служат углублению и практическому применению полученных знаний.Книга рассчитана на студентов инженерных специальностей высших учебных заведений, инженеров и научных сотрудников, работающих в области трибологии.ПредисловиеГлава 1 ВведениеЯвления трения и контактного взаимодействияИстория механики контактного взаимодействия и физики тренияСтруктура книгиГлава 2 Качественное описание контактного взаимодействия — нормальный контакт без адгезииКраткий обзор механических свойств материаловПростые контактные задачиКачественные методы оценки контактов с трехмерными упругими теламиГлава 3 Качественное описание контактов с адгезиейФизическая природа сил адгезииСила адгезии между телами с искривленными поверхностямиКачественная оценка силы адгезии между упругими теламиВлияние шероховатости поверхности на адгезиюКлейкая лентаДополнительная информация о силах Ван-дер-Ваальса и поверхностной энергииГлава 4 Капиллярные силыПоверхностное натяжение и краевой угол смачиванияГистерезис угла смачиванияДавление под искривленной поверхностьюКапиллярные мостикиКапиллярная сила между абсолютно твердой плоскостью и абсолютно твердым шаромЖидкости на шероховатых поверхностяхКапиллярные силы и трибологияГлава 5 Строгое рассмотрение нормального контакта без адгезии - теория ГерцаДеформация упругого полупространства под влиянием поверхностных силТеория контактного взаимодействия ГерцаКонтакт упругих тел с искривленной поверхностьюКонтакт между абсолютно твердым коническим индентором и упругим полупространствомВнутренние напряжения в герцевском контактеГлава 6 Строгое рассмотрение нормального контакта с адгезиейТеория Джонсона, Кендалла и Робертса (JKR)Глава 7 Контакт между шероховатыми поверхностямиМодель Гринвуда и ВильямсонаПластическая деформация микрошероховатостейЭлектрические контактыТепловые контактыМеханическая жесткость контактовУплотненияШероховатость и адгезияГлава 8 Касательная контактная задачаДеформация упругого полупространства под действием сосредоточенной касательной силыДеформация упругого полупространства под действием распределенных касательных усилийКасательная контактная задача без проскальзыванияКасательная контактная задача с учетом микропроскальзыванияОтсутствие микропроскальзывания при касательном нагружении контакта с абсолютно твердым цилиндрическим инденторомГлава 9 Контактирование упругих тел при каченииКачественное описание контактирования упругих тел при каченииРаспределение напряжений в контакте каченияГлава 10 Закон трения КулонаТрение покоя и трение скольженияУгол тренияЗависимость коэффициента трения от продолжительности контактаЗависимость коэффициента трения от нормальной силыЗависимость коэффициента трения от скорости скольженияЗависимость коэффициента трения от шероховатости поверхностиПредставления Кулона о физической природе сил сухого тренияТеория Боудена и ТейбораЗависимость коэффициента трения от температурыГлава 11 Модель сухого трения Прандтля—ТомлинсонаОсновные свойства модели Прандтля-ТомлинсонаУпругая неустойчивостьСверхнизкое трение твердых телКонцепции микро- и наномоторовГлава 12 Фрикционные автоколебанияНеустойчивость, обусловленная уменьшением силы трения со скоростью скольженияНеустойчивость в системе с распределенной упругостьюКритическое затухание и оптимальное подавление скрипаАктивное подавление скрипаПрочностные аспекты при фрикционных автоколебанияхЗависимость условий устойчивости от жесткости системыДинамическое заклинивание в самотормозящихся системахГлава 13 Тепловые процессы в контактахТемпературные вспышки в микроконтактеТермомеханическая неустойчивостьГлава 14 Трибологические системы со смазкойТечение между двумя параллельными пластинамиГидродинамическая теория смазкиВязкая адгезияРеология смазочных материаловГраничная смазкаЭластогидродинамическая смазкаТвердые смазкиГлава 15 Вязко-упругие свойства эластомеровРелаксация напряжения в эластомерахКомплексный, зависящий от частоты модуль сдвигаСвойства комплексного модуля сдвигаДиссипация энергии в вязко-упругом материалеИзмерение комплексного модуля сдвигаРеологические модели эластомеровПростая реологическая модель для резины («стандартная модель»)Влияние температуры на реологические свойстваПриведенная зависимость модуля сдвига от частотыРяды ПрониГлава 16 Трение и механика контактного взаимодействия эластомеровТрение между эластомером и абсолютно твердой шероховатой поверхностьюСопротивление качениюАдгезионный контакт с эластомерамиГлава 17 ИзнашиваниеАбразивное изнашиваниеАдгезионное изнашиваниеУсловия для трения с минимальным износомИзнос как перенос материала из зоны тренияИзнос эластомеровГлава 18 Влияние ультразвуковых колебаний на трениеВлияние ультразвука на силу трения с макроскопической точки зренияВлияние ультразвука на силу трения с микроскопической точки зренияЭкспериментальные исследования силы трения покоя как функции амплитуды колебанийЭкспериментальные исследования трения скольжения как функции амплитуды колебанияГлава 19 Методы численного моделирования в физике тренияКраткий обзор методов численного моделирования контактных задач и тренияРедукция трехмерных контактных задач к одномернымКонтактное взаимодействие в макроскопической трибологической системеПрименение метода редукции размерности к многокоитактным задачамПрименение метода редукции размерности к контактам с вязко-упругими теламиАдгезия в методе редукции размерностиОтображение напряжений в методе редукции размерностиАлгоритм применения метода редукции размерностиУчет смазки, кавитации и пластической деформации в методе редукции размерностиГлава 20 Динамика землетрясений и физика тренияСейсмический момент и магнитуда землетрясенияЗаконы трения для горных породУстойчивость скольжения в случае трения, зависящего от скорости и внутренней переменной состоянияЗарождение землетрясений и постсейсмическое скольжениеФоршоки и афтершокиМеханика блочных сред и структура разломных зонВозможно ли предсказание землетрясений?ПриложениеСписок литературыСписок использованных иллюстрацийПредметный указатель