橡胶摩擦与磨耗关系的统一物理概念(三)在橡胶磨耗中产生磨纹和磨纹增长的动力学分析

第二部分通过实验揭示了粘滑运动和磨纹形成与橡胶磨耗之间密不可分的关系。然而,关于磨纹形成的许多问题尚未得到解答。例如,为什么在整个磨耗过程中橡胶表面总是形成周期性磨纹?为什么磨纹底部(龟裂)会沿着滑块的滑动方向向前发展?此外,为什么龟裂只略微深及橡胶表面(约15度)?本文作者从动力学和断裂力学的角度讨论了上述问题。在初始微裂纹形成的过程中,在粘滑运动的粘滑阶段,于滑块前部产生的滑块尖端与橡胶壁之间形成的几何条件为微龟裂产生旋转力,其作用是改变微裂纹的增长方向,使微裂纹与橡胶表面形成较小的角度。在磨纹增长过程中,滑块通过凸纹时产生的旋转力会使凸纹弯曲并导致凸纹底部开裂,从而导致凸纹以较低的角度稳定地增长到橡胶表面。

橡胶摩擦与磨耗关系的统一物理概念(四)--橡胶摩擦与磨耗关系的统一磨耗理论

在最后的第四部分,作者提出了一种通过粘滑运动形成磨纹的新的橡胶磨耗理论,将橡胶磨耗与橡胶摩擦联系起来。介绍了动力学解释磨耗率与磨纹距离之间的密切关系,即磨耗-磨纹图,该图表明,两种机理在磨纹形成的初始阶段和最终阶段起作用。在检验了AG给出的橡胶磨耗理论之后,托马斯从理论和实验方面提出了一种基于断裂力学研究的橡胶磨耗新理论,指出粘滑运动是促进橡胶磨耗的直接驱动力,因此,与粘滑运动周期相同长度的磨纹留在橡胶的磨耗表面上。