1.2 微动摩擦学的介绍

1.2.1 微动摩擦学基本概念

出现微动摩擦磨损的两个彼此接触的表面间产生极小的绝对的位移，一般情 况下两个接触表面之间位移的振幅处于微米级别。微动摩擦普遍的出现在收到机 械及电磁振动、疲劳载荷或者热循环着一些的工况的“看起来配合非常紧凑”的 配合零件之间[8]。微动这一现象的出现一定要满足于以下几个条件：1、连个表 面之间存在一定的接触；2、接触表面之间存在一定的振动和微小的振幅运动， 要想发生微动这一现象，这三个条件必须存在。微动导致的损害通常表现在 以 下 2 个方面：第一：表面出现磨损的现象：微动能够使得接触面之间出现摩擦 磨损的想象，致使材料造成一系列损失以及构件部分尺寸发生变化，导致构件咬 合或者松动、功率发生损失以及出现部分污染的现象；2）疲劳使得构件出现裂 纹：微动这一现象可以加快裂纹的出现以及裂纹的扩大，这一现象会导致构件本 身的疲劳寿命大幅度的降低。而微动摩擦学这一个学科就是研究微动这一个现象 的运行机理、损伤，并且对其造成的损伤进行测试、预防和减轻其影响的学科， 这一个学科是涉及到多个方面的综合性非常强的学科包括机械方面、材料方面、 力学学科、物理学科、化学学科和生命科学学科等等一系列学科。文献综述

1.2.2 微动的基本类型

在微动学中人们按照相对的运动方向的不同，对于微动进行了划分，通过划 分微动这一现象具有四种基本的运行模式，这四种运动的模式各自为径向方向微 动、切向方向微动、滚动微动以及扭动微动这四种模式[8][9]。虽然分为四种模式， 但是在实际生产生活及工业应用中大多数出现的微动模式都是切向微动模式，其 他三种微动模式并没有普遍的出现在我们的生产与生活之中。

切向方向微动模式又叫平移式微动，它是在生活中发生的最普遍并且被研究 的最频繁的模式，由于比较常见，所以在此特地提出来供参考及判断。下面这幅 图是切向微动模式的三种情况，如图 1-1 所示：

以上图中所展示的是切向微动的三种基本模式，在图中可以见到的三种情 况，（a）是微动磨损：一般是指两个互相接触的表面之间的位移由接触副外界 的振动所导致的卫东现象，一般这种情况下接触副之承载一定的预应力或者仅仅 受到局部的载荷；（b)是微动疲劳：微动疲劳是指连个接触表面之间发生的相对 运动产生的相对的位移由一个接触副受到来自外界的疲劳应力所导致的变形产 生的微动现象；（c)即是微动腐蚀：微动腐蚀就是指两个互相接触的表面所发生 的微动现象是在具有腐蚀性介质中发生的【9】。在这里，以上三种现象只是对于 微动这一个现象的分类并不是微动的损伤机制，微动的损伤机制基本上存在两种 损伤机制，也就是微动现象所导致的摩擦磨损以及疲劳的现象【10】。

1.2.3 微动的主要影响因素

在现实生活中影响微动这一个现象的因素存在很多,并且这些因素并不仅仅 是单独作用,而而是各种不同的因素混合在一起出现,相互之间存在着联系并且 相互影响。主要的影响因素有下面这几种：

（1）载荷：包括了已经确定了的法向的压力以及其他方向上的交变载荷。 其中法向的压力的变大会使得两个互相接触的接触表面之间的弹性变形增大,与 此同时微动的相对位移的量变小，这种情况会使得处于交变应力下的构件,发生 微动疲劳裂纹的倾向会大大增大【10】。

（2）振幅：振幅是微动这一个现象的至关重要的参数,振幅这一个因素从开始就时时受到人们的注重。从一般情况来讲,当微动的振幅比较小的时候,会出现 相对来说比较低的磨损率，另一方面，当微动产生的振幅相对来说比较大的时候, 磨擦产生的磨屑会比较容易从相互接触的部分逸出,并且于此同时两个相互接触 的表面的接触面开始增大,这个时候会出现比较高的磨损率【11】。