45 Years of Deliberations on the Thermo-Mechanical Interpretation of Friction and Wear. Part 2. The Microscopic Interpretation of the Tribological Proces

In this second part, the pulse sources of heat, dependences among the intensive parameters of the friction process – temperature, unit pressures, friction velocity – and wear intensity, and some physical properties of the materials of solids in friction are presented. The flux densities are described in extensive quantities across the elementary surface dF of a nominal contact of solids. The thermodynamic criterion of galling is formulated, and the temperature characteristic of minimum wear and maximum resistance to wear is established. Minimum and maximum wear intensities and the specific work of wear are determined. It is proven that a temperature measured in a selected point of friction couple element does not uniquely characterise thermal processes in a tribological system. However, it does characterise the maximum gradient of temperatures measured in at least two points situated as close to a friction contact as possible. A method of determining unit real pressures is proposed. The presence of a cooling effect in the process of tribological wear is disclosed. Wear is interpreted as a disintegration of a solid caused by volumetric and superficial mechanical work. A system of new wear measures is suggested.

W drugiej części pracy przedstawiono impulsowe źródła ciepła, ustalono zależności między intensywnymi parametrami procesu tarcia – temperaturą, naciskami jednostkowymi, prędkością tarcia a intensywnością zużywania i niektórymi własnościami fizycznymi materiałów trących się ciał. Opisano gęstości strumieni wielkości ekstensywnych przepływających przez elementarną powierzchnię dF styku nominalnego ciał. Sformułowano termodynamiczne kryterium zacierania, ustalono temperaturę charakterystyczną dla minimalnego zużycia i maksymalnej odporności na zużywanie. Ustalono maksymalne i minimalne wartości intensywności zużywania oraz graniczne wartości pracy właściwej zużycia. Wykazano, że temperatura zmierzona w wybranym punkcie elementu pary tarciowej nie charakteryzuje jednoznacznie procesów cieplnych zachodzących w systemie tribologicznym, lecz maksymalny gradient temperatur, zmierzonych w co najmniej dwóch punktach położonych możliwie blisko styku tarciowego. Zaproponowano sposób wyznaczania jednostkowych nacisków rzeczywistych. Ujawniono występowanie efektu chłodzenia w procesie zużywania tribologicznego. Zużywanie zinterpretowano jako rozdrabnianie ciała stałego, wywołane wykonaniem pracy mechanicznej objętościowej i powierzchniowej. Zaproponowano system nowych miar zużycia.