Wpływ siły naciągu włókien polimerowych na opory tarcia

W artykule przedstawiono wyniki pomiarów wartości statycznego współczynnika tarcia dla włókien polimerowych (aramidowych i węglowych) podczas współpracy ciernej z próbką litą ze stali konstrukcyjnej 18G2A dla różnych wartości siły naciągu włókien (zakres od 5 do 25 N). W trakcie pomiarów, wraz ze wzrostem siły naciągu włókien, odnotowano zbliżanie się, początkowo bardzo rozbieżnych, wartości statycznego współczynnika tarcia, aż do ich niemal całkowitego wyrównania się, gdy siła naciągu wynosiła 25 N. Zaobserwowano również ścisły związek pomiędzy naprężeniami normalnymi oraz stycznymi występującymi we włóknach.

Nowadays, polymer fibres are widely used in automotive, aerospace, military, and bioengineering industries, mainly as a component to improve composite properties and for the production of laminates or special application fabrics and cables. Surprisingly, there is a lack of substantial information concerning tribological characteristics of pure fibres in the commonly available scientific literature. The experiment presented in this paper investigates the static friction coefficient (COF) of two types of friction pairs for different values of fibre loading forces (from 5 to 25 N): (1) a carbon fibre bundle with a constructional steel rod and (2) an aramid fibre bundle with a constructional steel rod. For low values of fibre tensioning forces, significant differences between aramid and carbon fibres in static COF values were observed. As the value of the tension force grows, static COF values become more and more similar, and finally at 25 N, they were approximately equal. Due to the fibres specific structure, they reveal an interesting feature: tension in fibres in normal direction simultaneously causes tension in their longitudinal direction.