Principles of Tribology , 2nd Edition 摩擦學原理(第2版)

Principles of Tribology , 2nd Edition 摩擦學原理(第2版) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

溫詩鑄,黃平 著
圖書標籤:
  • 摩擦學
  • 潤滑
  • 磨損
  • 錶麵工程
  • 材料科學
  • 機械工程
  • 工程材料
  • Tribology
  • Lubrication
  • Wear
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齣版社: 清華大學齣版社
ISBN:9787302485261
版次:2
商品編碼:12261196
包裝:平裝
開本:16
齣版時間:2017-10-01
用紙:膠版紙
頁數:538

具體描述

編輯推薦

本書匯集摩擦學研究進展以及作者和同事們從事該領域研究的成果,係統地闡述摩擦學的基本原理與應用,全麵反映現代摩擦學的研究狀況和發展趨勢。

全書共21章,由潤滑理論與潤滑設計、摩擦磨損機理與控製、應用摩擦學等三部分組成。除摩擦學傳統內容外,還論述瞭摩擦學與相關學科交叉而形成的研究領域。本書針對工程實際中各種摩擦學現象,著重闡述在摩擦過程中的變化規律和特徵,進而介紹基本理論和分析計算方法以及實驗測試技術,並說明它們在工程中的實際應用。

本書可作為機械設計與理論專業的研究生教材和高等院校機械工程各類專業師生的教學參考書,亦可供從事機械設計和研究的工程技術人員參考。


內容簡介

  本書匯集摩擦學研究的*新進展及作者和其同事從事該領域的研究成果,係統地闡述摩擦學的基本原理與應用,全麵反映現代摩擦學的研究狀況和發展趨勢。

  全書共21章,由潤滑理論與潤滑設計、摩擦磨損機理與控製、應用摩擦學等3部分組成。除摩擦學傳統內容外,還論述瞭摩擦學與相關學科交叉而形成的研究領域。本書針對工程實際中的各種摩擦學現象,著重闡述摩擦過程中的變化規律和特徵,進而介紹基本理論、分析計算方法以及實驗測試技術,並說明它們在工程中的實際應用。

  本書可作為機械設計與理論專業的研究生教材以及高等院校機械工程各類專業師生的教學參考書,也可以供從事機械設計和研究的工程技術人員參考。


作者簡介

  溫詩鑄 清華大學精密儀器與機械學係教授。1932年生於江西省豐城市。1955年畢業於清華大學機械製造係後留校任教,曆任機械設計教研室主任、摩擦學研究室主任、摩擦學國傢重點實驗室主任。長期從事機械設計與理論專業的教學和研究,齣版《摩擦學原理》(第1、2、3版)、《耐磨損設計》、《彈性流體動力潤滑》、《納米摩擦學》、《界麵科學與技術》、《Principles of Tribology》等6部著作,發錶學術論文500餘篇。獲國傢自然科學奬二等奬、國傢技術發明奬三等奬、全國優秀科技圖書奬一、二等奬以及省部級科技進步奬等共19項。1999年被選為中國科學院院士。

目錄

Contents

AbouttheAuthorsxvii

SecondEditionPrefacexix

Prefacexxi

Introductionxxiii

PartILubricationTheory1

1PropertiesofLubricants3

1.1LubricationStates3

1.2DensityofLubricant5

1.3ViscosityofLubricant7

1.3.1DynamicViscosityandKinematicViscosity7

1.3.1.1DynamicViscosity7

1.3.1.2KinematicViscosity8

1.3.2RelationshipbetweenViscosityandTemperature9

1.3.2.1Viscosity–TemperatureEquations9

1.3.2.2ASTMViscosity–TemperatureDiagram9

1.3.2.3ViscosityIndex10

1.3.3RelationshipbetweenViscosityandPressure10

1.3.3.1RelationshipsbetweenViscosity,TemperatureandPressure11

1.4Non-NewtonianBehaviors12

1.4.1Ree–EyringConstitutiveEquation12

1.4.2Visco-PlasticConstitutiveEquation13

1.4.3CircularConstitutiveEquation13

1.4.4Temperature-DependentConstitutiveEquation13

1.4.5Visco-ElasticConstitutiveEquation14

1.4.6NonlinearVisco-ElasticConstitutiveEquation14

1.4.7ASimpleVisco-ElasticConstitutiveEquation15

1.4.7.1Pseudoplasticity16

1.4.7.2Thixotropy16

1.5WettabilityofLubricants16

1.5.1WettingandContactAngle17

1.5.2SurfaceTension17

1.6MeasurementandConversionofViscosity19

1.6.1RotaryViscometer19

1.6.2Off-BodyViscometer19

1.6.3CapillaryViscometer19

References21

2BasicTheoriesofHydrodynamicLubrication22

2.1ReynoldsEquation22

2.1.1BasicAssumptions22

2.1.2DerivationoftheReynoldsEquation23

2.1.2.1ForceBalance23

2.1.2.2GeneralReynoldsEquation25

2.2HydrodynamicLubrication26

2.2.1MechanismofHydrodynamicLubrication26

2.2.2BoundaryConditionsandInitialConditionsoftheReynoldsEquation27

2.2.2.1BoundaryConditions27

2.2.2.2InitialConditions28

2.2.3CalculationofHydrodynamicLubrication28

2.2.3.1Load-CarryingCapacityW28

2.2.3.2FrictionForceF28

2.2.3.3LubricantFlowQ29

2.3ElasticContactProblems29

2.3.1LineContact29

2.3.1.1GeometryandElasticitySimulations29

2.3.1.2ContactAreaandStress30

2.3.2PointContact31

2.3.2.1GeometricRelationship31

2.3.2.2ContactAreaandStress32

2.4EntranceAnalysisofEHL34

2.4.1ElasticDeformationofLineContacts35

2.4.2ReynoldsEquationConsideringtheEffectofPressure-Viscosity35

2.4.3Discussion36

2.4.4GrubinFilmThicknessFormula37

2.5GreaseLubrication38

References40

3NumericalMethodsofLubricationCalculation41

3.1NumericalMethodsofLubrication42

3.1.1FiniteDifferenceMethod42

3.1.1.1HydrostaticLubrication44

3.1.1.2HydrodynamicLubrication44

3.1.2FiniteElementMethodandBoundaryElementMethod48

3.1.2.1FiniteElementMethod(FEM)48

3.1.2.2BoundaryElementMethod49

3.1.3NumericalTechniques51

3.1.3.1ParameterTransformation51

3.1.3.2NumericalIntegration51

3.1.3.3EmpiricalFormula53

3.1.3.4SuddenThicknessChange53

3.2NumericalSolutionoftheEnergyEquation54

3.2.1ConductionandConvectionofHeat55

3.2.1.1ConductionHeatHd55

3.2.1.2ConvectionHeatHv55

3.2.2EnergyEquation56

3.2.3NumericalSolutionofEnergyEquation59

3.3NumericalSolutionofElastohydrodynamicLubrication60

3.3.1EHLNumericalSolutionofLineContacts60

3.3.1.1BasicEquations60

3.3.1.2SolutionoftheReynoldsEquation62

3.3.1.3CalculationofElasticDeformation62

3.3.1.4Dowson–HigginsonFilmThicknessFormulaofLineContactEHL64

3.3.2EHLNumericalSolutionofPointContacts64

3.3.2.1TheReynoldsEquation65

3.3.2.2ElasticDeformationEquation66

3.3.2.3Hamrock–DowsonFilmThicknessFormulaofPointContactEHL66

3.4Multi-GridMethodforSolvingEHLProblems68

3.4.1BasicPrinciplesofMulti-GridMethod68

3.4.1.1GridStructure68

3.4.1.2DiscreteEquation68

3.4.1.3Transformation69

3.4.2NonlinearFullApproximationSchemefortheMulti-GridMethod69

3.4.3VandWIterations71

3.4.4Multi-GridSolutionofEHLProblems71

3.4.4.1IterationMethods71

3.4.4.2IterativeDivision72

3.4.4.3RelaxationFactors73

3.4.4.4NumbersofIterationTimes73

3.4.5Multi-GridIntegrationMethod73

3.4.5.1TransferPressureDownwards74

3.4.5.2TransferIntegralCoefficientsDownwards74

3.4.5.3IntegrationontheCoarserMesh74

3.4.5.4TransferBackIntegrationResults75

3.4.5.5ModificationontheFinerMesh75

References76

4LubricationDesignofTypicalMechanicalElements78

4.1SliderandThrustBearings78

4.1.1BasicEquations78

4.1.1.1ReynoldsEquation78

4.1.1.2BoundaryConditions78

4.1.1.3ContinuousConditions79

4.1.2SolutionsofSliderLubrication79

4.2JournalBearings81

4.2.1AxisPositionandClearanceShape81

4.2.2InfinitelyNarrowBearings82

4.2.2.1Load-CarryingCapacity83

4.2.2.2DeviationAngleandAxisTrack83

4.2.2.3Flow84

4.2.2.4FrictionalForceandFrictionCoefficient84

4.2.3InfinitelyWideBearings85

4.3HydrostaticBearings88

4.3.1HydrostaticThrustPlate89

4.3.2HydrostaticJournalBearings90

4.3.3BearingStiffnessandThrottle90

4.3.3.1ConstantFlowPump91

4.3.3.2CapillaryThrottle91

4.3.3.3Thin-WalledOrificeThrottle92

4.4SqueezeBearings92

4.4.1RectangularPlateSqueeze93

4.4.2DiscSqueeze94

4.4.3JournalBearingSqueeze94

4.5DynamicBearings96

4.5.1ReynoldsEquationofDynamicJournalBearings96

4.5.2SimpleDynamicBearingCalculation98

4.5.2.1ASuddenLoad98

4.5.2.2RotatingLoad99

4.5.3GeneralDynamicBearings100

4.5.3.1InfinitelyNarrowBearings100

4.5.3.2SuperimpositionMethodofPressures101

4.5.3.3SuperimpositionMethodofCarryingLoads101

4.6GasLubricationBearings102

4.6.1BasicEquationsofGasLubrication102

4.6.2TypesofGasLubricationBearings103

4.7RollingContactBearings106

4.7.1EquivalentRadiusR107

4.7.2AverageVelocityU107

4.7.3CarryingLoadPerWidthW/b107

4.8GearLubrication108

4.8.1InvoluteGearTransmission109

4.8.1.1EquivalentCurvatureRadiusR110

4.8.1.2AverageVelocityU111

4.8.1.3LoadPerWidthW/b112

4.8.2ArcGearTransmissionEHL112

4.9CamLubrication114

References116

5SpecialFluidMediumLubrication118

5.1MagneticHydrodynamicLubrication118

5.1.1CompositionandClassificationofMagneticFluids118

5.1.2PropertiesofMagneticFluids119

5.1.2.1DensityofMagneticFluids119

5.1.2.2ViscosityofMagneticFluids119

5.1.2.3MagnetizationStrengthofMagneticFluids120

5.1.2.4StabilityofMagneticFluids120

5.1.3BasicEquationsofMagneticHydrodynamicLubrication121

5.1.4InfluenceFactorsonMagneticEHL123

5.2Micro-PolarHydrodynamicLubrication124

5.2.1BasicEquationsofMicro-PolarFluidLubrication124

5.2.1.1BasicEquationsofMicro-PolarFluidMechanics124

5.2.1.2ReynoldsEquationofMicro-PolarFluid125

5.2.2InfluenceFactorsonMicro-PolarFluidLubrication128

5.2.2.1InfluenceofLoad128

5.2.2.2MainInfluenceParametersofMicro-PolarFluid129

5.3LiquidCrystalLubrication130

5.3.1TypesofLiquidCrystal130

5.3.1.1TribologicalPropertiesofLyotropicLiquidCrystal131

5.3.1.2TribologicalPropertiesofThermotropicLiquidCrystal131

5.3.2DeformationAnalysisofLiquidCrystalLubrication132

5.3.3FrictionMechanismofLiquidCrystalasaLubricantAdditive136

5.3.3.1TribologicalMechanismof4-pentyl-4′-cyanobiphenyl136

5.3.3.2TribologicalMechanismofCholesterylOleylCarbonate136

5.4ElectricDoubleLayerEffectinWaterLubrication137

5.4.1ElectricDoubleLayerHydrodynamicLubricationTheory138

5.4.1.1ElectricDoubleLayerStructure138

5.4.1.2HydrodynamicLubricationTheoryofElectricDoubleLayer138

5.4.2InfluenceofElectricDoubleLayeronLubricationProperties142

5.4.2.1PressureDistribution142

5.4.2.2Load-CarryingCapacity143

5.4.2.3FrictionCoefficient144

5.4.2.4AnExample144

References145

6LubricationTransformationandNanoscaleThinFilmLubrication147

6.1TransformationsofLubricationStates147

6.1.1Thickness-RoughnessRatio??147

6.1.2TransformationfromHydrodynamicLubricationtoEHL148

6.1.3TransformationfromEHLtoThinFilmLubrication149

6.2ThinFilmLubrication152

6.2.1PhenomenonofThinFilmLubrication153

6.2.2TimeEffectofThinFilmLubrication154

6.2.3ShearStrainRateEffectonThinFilmLubrication157

6.3AnalysisofThinFilmLubrication158

6.3.1DifficultiesinNumericalAnalysisofThinFilmLubrication158

6.3.2Tichy’sThinFilmLubricationModels160

6.3.2.1DirectionFactorModel160

6.3.2.2SurfaceLayerModel161

6.3.2.3PorousSurfaceLayerModel161

6.4Nano-GasFilmLubrication161

6.4.1RarefiedGasEffect162

6.4.2BoundarySlip163

6.4.2.1SlipFlow163

6.4.2.2SlipModels163

......


精彩書摘

PropertiesofLubricants

Many.uidsserveaslubricantsinindustry.Amongthem,oilandgreasearethemostcommonlyused.Air,waterandliquidmetalsarealsousedasspeciallubricants;forexample,liquidsodiumis often used as a lubricant in nuclear reactors. In some situations, solid lubricants, such as graphite,molybdenumdisul.deorpolytetra.uoroethylene(PTFE)canalsobeused.Inthis.rstchapter we will discuss the viscosity and density of lubricants, as they are the two importantphysicalpropertiesassociatedwithlubrication.

Inlubricationtheory,themostimportantphysicalpropertyofalubricantisitsviscosity,themostimportantfactorindeterminingthelubrication.lmthickness.Inhydrodynamiclubrica-tion, the lubricant .lm thickness is proportional to the viscosity, while in elastohydrodynamiclubricationitisproportionaltotheviscositytothepowers0.7.Althoughinboundarylubrica-tiontheviscositydoesnotdirectlyin.uencethe.lmthickness,theoilpackagesformedbetweenpeaksandvalleysofroughnesswillcarrypartoftheload.Thereforelubricantviscosityisclosely

命relatedtoitsload-carryingcapacity.命

Furthermore, viscosity is also an important factor in.uencing the frictional force.A high-viscosity lubricant not only causes a lot of friction loss, but also produces a lotof heat, which make cooling control di.cult. Because temperature rise caused by frictioncan lead to failure of the lubricant .lm, the surface will be worn increasingly. Therefore, areasonableviscosityisrequiredforpracticallubrication.



前言/序言

  SecondEditionPreface

  ThiseditionofPrinciplesofTribology,basedonthefirstedition,isformedbyrevisingtheinadequacies

  oftheoriginaleditionanditsbeingimprovedinresponsetothehotspotsofrecent

  tribologyresearch.Sincethebookwasfirstpublished,thereadershaveofferedvarioussuggestions

  andopinions,andgiventhedevelopmentsintribologyresearch,wethoughtitnecessary

  tomakethisrevisionofthebook.

  Althoughoneimportanttaskforthiseditionwastomakesomeerrorcorrections,itretains

  thebasicframeworkofthefirstedition,with21chaptersinthreeparts.

  Also,inresponsetotherapiddevelopmentofhigh-speedrailwaysandtheimplementation

  ofthelunarexplorationprojectinChina,rollingfrictionhasbecomemoreimportant,soitis

  broughtintoaseparatechapter(11).Althoughinthepreviousversion,rollingfrictionwasmentioned

  asatypicalphenomenonoffriction,weonlygavesomebasicdefinitions.InChapter11,

  wegivemoredetailonrollingfrictiondefinitions,rollingfrictiontheoriesandstick-slipphenomena

  inrollingfriction,aswellascontactandheatgenerationofrollingfrictionbetween

  wheelandrail.Infact,rollingfrictionexistswidelyintransportation,automobile,machinery

  manufacturing,productionanddailylife,andithasfunctionswhichcannotbesubstitutedby

  slidingfriction.

  AnothernewareaofcontentinthiseditionistribologyresearchinMEMS

  (micro-electromechanicalsystem)coveredinChapter20.Thisincludestheapplication

  ofatomicforcemicroscopyintribologyofMEMS,micromotortribologyresearchandmicro

  analysisofwearmechanisms.Thiscontentisfocusedonrecenttribologyresearchandthe

  rapiddevelopmentofMEMS.

  Also,ecologicaltribology,ahottopicintribologyresearch,hasbeenintroducedin

  Chapter21.Thischapterincludeszerofrictionandsuperlubrication,greenlubricatingoil,

  friction-inducednoiseanditscontrol,plusremanufacturingtechnologiesandself-repairing

  technology.Ecologicaltribologyresearchwillbecomeanimportantresearchdirectionforthe

  future.

  Ofcourse,thenewcontentisfarmorethanjustrollingfriction,MEMStribologyandgreen

  tribology,butlimitedspacehereprecludesmoredetailedcoverageoftheadditions.Wehope

  thatthecontentsofthebookwillbemoresystematicandaccurateinthisedition.

  Wepresentourmostsincerethankstoourcolleaguesandgraduatestudentsfortheirenthusiastic

  support,andtoalltheotherswhohaveprovidedhelpandmadeacontributiontothe

  developmentoftribologyresearchingeneralandthiseditioninparticular.

  March2016WenShizhu

  HuangPing



材料科學前沿:錶麵工程、潤滑與微觀接觸力學 ISBN: 978-1-118-05789-2 齣版年份: 2023 頁數: 680 裝幀: 精裝 定價: 159.00 美元 --- 內容概述 本書聚焦於現代材料科學與機械工程交叉領域的前沿課題,係統地闡述瞭高級錶麵工程技術、功能性潤滑材料的分子設計、以及在極端工況下復雜接觸界麵的微觀力學行為。它並非一本傳統意義上的摩擦學基礎教材,而是麵嚮研究生、資深工程師和科研人員的深度參考手冊,旨在提供解決當前工業界麵失效、能效優化和設備可靠性提升等核心挑戰的理論工具和實驗方法論。 全書結構緊湊,邏輯嚴謹,分為四大核心闆塊:(一)先進錶麵改性技術與塗層設計;(二)高性能潤滑劑的閤成與錶徵;(三)多尺度接觸力學模型;(四)動態環境下的界麵失效分析。 --- 第一部分:先進錶麵改性技術與塗層設計 本部分深入探討瞭如何通過調控材料錶麵微觀結構和化學組分來賦予材料特定的功能性,如超硬性、自潤滑性、耐腐蝕性或生物相容性。 第1章:等離子體增強化學氣相沉積(PECVD)與原子層沉積(ALD)的最新進展 本章詳細介紹瞭下一代薄膜沉積技術在亞納米精度控製上的突破。重點分析瞭如何利用PECVD精確調控非晶態碳(a-C:H, ta-C)薄膜中的sp2/sp3鍵比例,以平衡硬度與韌性,特彆關注其在微機電係統(MEMS)器件中的應用。對於ALD,本書著重討論瞭利用多組分循環沉積實現梯度功能塗層(Graded Function Coatings)的策略,例如梯度硬質閤金/陶瓷復閤膜,以有效緩解界麵應力集中問題。此外,還涵蓋瞭環境友好的低溫沉積工藝和原位缺陷修復技術。 第2章:功能性納米復閤塗層的設計與摩擦學行為 本章轉嚮納米增強策略。探討瞭如何將二維材料(如石墨烯、二硫化鉬納米片)或高熵陶瓷顆粒均勻分散於金屬基體或聚閤物基體中,以構建具有自修復潛能的摩擦學塗層。重點分析瞭“硬核-軟殼”結構(Hard Core-Soft Shell)如何通過有效的應力分散機製,顯著提高塗層在邊界潤滑條件下的承載能力和抗剝落性能。此外,還討論瞭如何利用電化學沉積技術,在復雜麯麵上實現高均勻度的納米晶粒生長。 第3章:錶麵能量調控與親/疏水性設計 針對流體動力潤滑和微流控應用,本章深入研究瞭錶麵自由能與潤濕行為的精確調控。內容包括超疏水錶麵(Lotus Effect)的仿生構建方法,以及如何通過化學接枝或等離子體誘導聚閤技術,實現對接觸角、滑動角和滾動阻力(Rollability)的動態控製。分析瞭在不同剪切速率下,錶麵紋理化(Texturing)如何影響液滴的鋪展與捕獲效率。 --- 第二部分:高性能潤滑劑的閤成與錶徵 本部分超越瞭傳統礦物油和有機閤成油的範疇,聚焦於極端溫度、高真空或強輻射環境下可用的新型潤滑體係。 第4章:離子液體(ILs)作為功能性潤滑添加劑 本書詳細考察瞭離子液體(ILs)的結構-性能關係。討論瞭如何設計具有特定陰/陽離子組閤的ILs,以優化其粘溫特性、熱穩定性及對金屬錶麵的吸附能力。重點分析瞭ILs在“純離子液體潤滑”模式下的邊界膜形成機製,以及它們在減少摩擦係數方麵的潛力。同時,也審視瞭ILs在高溫摩擦(>300°C)或強電磁場中的應用局限性與改進方嚮。 第5章:聚閤物和固態潤滑劑的分子動力學模擬 本章結閤計算化學方法,探討瞭長鏈聚閤物和固態潤滑劑(如聚四氟乙烯改性劑、無機硫化物)在剪切作用下的分子重排和鏈段流動行為。利用分子動力學(MD)模擬,揭示瞭添加劑分子在金屬-錶麵界麵處的吸附構象、層間滑移能壘,以及這些因素如何轉化為宏觀的摩擦力。內容包括對聚閤物老化和降解過程的預測模型。 第6章:生物基潤滑劑的性能優化與可持續性 針對日益嚴格的環保法規,本章探討瞭酯類、天然油和生物衍生聚閤物的改性技術,以提高其氧化安定性和抗剪切性能。研究瞭通過酯化反應和添加抗氧化劑,如何使生物基潤滑劑達到或超越傳統閤成油的性能標準,並討論瞭生物降解性與潤滑性能之間的權衡取捨問題。 --- 第三部分:多尺度接觸力學模型 本部分專注於理解和量化兩個固體錶麵在接觸區域的應力分布、形變以及亞錶麵損傷的産生機製。 第7章:彈性-粘塑性接觸理論的修正與擴展 本章超越瞭經典的赫茲(Hertzian)接觸理論,引入瞭基於非局部效應(Non-local effects)和界麵能量的接觸模型。詳細闡述瞭如何利用數值模擬方法(如有限元法FEM)來解析高接觸壓力下材料的粘塑性流動和冷焊(Adhesion)效應。特彆關注瞭粗糙錶麵接觸的統計模型,例如Mori-Tanaka方法在預測界麵總接觸麵積和局部壓力峰值方麵的適用性。 第8章:界麵摩擦的動態演化與應力鬆弛 本章關注摩擦力隨時間變化的非穩態行為。探討瞭“摩擦誘導的材料轉移”(Friction-Induced Material Transfer, FIT)如何影響摩擦係數的建立和穩定過程。引入瞭熱力學驅動的界麵鬆弛模型,用於描述在高速滑動過程中,由於局部熱點導緻的接觸麵積瞬時變化和應力釋放機製。 第9章:微納尺度的粘附力與毛細作用 針對微納機電係統(MEMS/NEMS),本章重點分析瞭範德華力和毛細作用在決定靜態粘附(Stiction)中的關鍵作用。介紹瞭消除或控製微納結構間粘附力的設計策略,例如通過增加錶麵粗糙度的波長/幅值比,或設計非接觸式支撐結構。 --- 第四部分:動態環境下的界麵失效分析 本部分將前述的材料與力學知識應用於實際的動態磨損和失效診斷。 第10章:高速/超高速接觸中的熱-機械耦閤分析 在高速工況下,摩擦生熱是導緻材料失效的主要驅動力。本章采用耦閤熱-力學分析方法,模擬瞭高速滑動過程中,接觸斑塊內的溫度梯度和熱流密度分布。分析瞭如何通過優化材料的導熱係數和選擇具有高臨界溫度的潤滑膜,來抑製熱點形成和避免熔融磨損(Adhesive Wear)。 第11章:疲勞磨損與亞錶麵裂紋擴展的預測 本章探討瞭循環載荷下接觸界麵材料的疲勞損傷。重點介紹瞭基於應變能密度函數(Strain Energy Density Function)的裂紋萌生判據,以及如何利用超聲波檢測技術(UT)和電子背散射衍射(EBSD)來追蹤亞錶麵裂紋的萌生位置、擴展路徑和最終的剝落(Delamination)機製。分析瞭潤滑劑滲透對界麵疲勞壽命的影響。 第12章:原位診斷技術在摩擦界麵監測中的應用 本章介紹瞭先進的實驗技術,用於實時監測材料在工作條件下的界麵行為。內容包括:接觸電勢測量(Kelvin Probe Force Microscopy, KPFM)在評估界麵電荷轉移和化學吸附狀態上的應用;原位拉曼光譜(In-situ Raman Spectroscopy)對潤滑膜化學降解的追蹤;以及利用紅外熱成像技術(IR Thermography)對微小接觸區域的溫度分布進行高精度映射。 --- 讀者對象 本書是為以下專業人士量身定製的: 從事摩擦學、錶麵工程、潤滑科學、材料科學與工程的研究生和博士後研究人員。 在航空航天、精密機械、半導體製造、生物醫學器械等領域負責界麵可靠性設計和失效分析的工程師。 對先進材料和界麵物理有深入研究興趣的學術研究人員。

用戶評價

評分

第一段評價: 最近翻閱瞭這本書,說實話,感覺它更像是一部深度研究報告的匯編,而不是一本麵嚮初學者的入門教材。書中對各種摩擦、磨損和潤滑現象的物理和化學機製探討得極其深入,引用的文獻和實驗數據詳實得令人咋舌。我尤其欣賞作者在闡述接觸理論時那種層層遞進的邏輯,從宏觀的接觸麵積計算到微觀的錶麵形貌對摩擦行為的影響,幾乎沒有放過任何一個細節。然而,對於那些試圖快速掌握“如何應用”的工程師來說,這本書的門檻可能太高瞭。它更像是為那些已經有堅實力學和材料學基礎的研究生或資深研究人員準備的案頭參考書。那些希望找到清晰的、手把手的潤滑劑選擇指南或者常見工程問題的快速診斷流程圖的讀者,可能會在這本書的浩瀚的理論海洋中感到迷失。它要求讀者具備高度的抽象思維能力,纔能將那些復雜的數學模型和本構方程與實際的工程應用場景建立起有效的聯係。總而言之,這是一部學術價值極高的作品,但其閱讀體驗更像是在攻剋一道復雜的數學難題,而非輕鬆獲取知識。

評分

第四段評價: 這本書的深度毋庸置疑,它在對潤滑劑添加劑的協同效應方麵的分析達到瞭業界領先的水平。作者對極壓(EP)添加劑在極端高溫高壓下,如何通過化學反應在金屬錶麵形成保護膜的機理,進行瞭近乎於微觀粒子的追蹤式描述。通過對比分析瞭磷、硫、氯等不同元素基添加劑在不同載荷下的反應速率和膜層厚度的變化麯綫,展現瞭極其精湛的材料科學功底。然而,這種深度也帶來瞭一個副作用:時間敏感性。由於摩擦學領域新技術,尤其是在納米潤滑和智能流體材料方麵發展迅猛,這本書即便更新到第二版,在某些章節中提到的“最新進展”也可能已經略顯陳舊。例如,對於新型類金剛石鍍膜(DLC)在超低摩擦係數應用中的局限性討論,似乎沒有充分考慮到近幾年在錶麵改性技術上取得的突破。所以,它更像是一部紮實的理論基石構建手冊,而非反映行業脈搏的活字典。讀者需要清楚,這本書的價值在於提供堅實的理論框架,而不是最新的産品手冊。

評分

第三段評價: 這是一本充滿瞭“硬核”科學的著作,閱讀過程中需要時刻保持高度的專注力,因為它幾乎沒有使用任何輔助性的敘述手法來減輕讀者的認知負擔。作者的文字風格極其嚴謹、剋製,幾乎沒有使用任何比喻或者生活化的例子來解釋那些艱深的現象,每一個論斷都直接建立在嚴密的邏輯推導之上。我嘗試將其中關於邊界潤滑的分子間相互作用力的章節拿來做案例分析,發現即便是在講解最基礎的範德華力在摩擦過程中的作用時,它也直接跳躍到瞭更高級的量子化學計算模型。這使得非專業背景的讀者——比如我這樣主要從事機械設計,對材料化學背景瞭解不深的人——很難跟上其思維的節奏。全書充斥著復雜的張量分析和偏微分方程,很多頁數被密密麻麻的公式占據,這使得信息密度達到瞭極限。我感覺自己不是在閱讀一本介紹摩擦學原理的書,而是在重溫高等物理的習題集。對於希望從實踐中學習的工程師來說,這本書可能會讓人感到有些“學究氣”過重,缺乏對實際設備製造公差和環境溫度波動等實際工程約束的考量。

評分

第五段評價: 翻閱全書,最讓我印象深刻的是其對“摩擦學係統”整體觀的強調,這超越瞭單純的材料對材料的接觸研究。作者花費瞭大量篇幅探討瞭環境因素——濕度、空氣成分、振動頻率——是如何通過復雜的耦閤作用影響摩擦係數的動態變化的。比如,它詳細解析瞭在特定頻率的振動激勵下,潤滑油膜的剪切行為如何發生非綫性轉變,進而導緻摩擦力齣現周期性振蕩的現象。這種對係統集成復雜性的關注,是很多傳統摩擦學書籍所忽略的。但是,這種宏大的敘事結構也犧牲瞭對基礎概念的重復強調和強化訓練。對於那些習慣瞭通過大量例題來鞏固知識點的讀者來說,這本書提供的“自我測試”環節明顯不足。它假設讀者已經完全掌握瞭基礎知識,可以直接進入係統建模和復雜現象分析的階段。因此,我發現自己不得不頻繁地翻閱外部資料,去補習書中直接跳過的那些基礎實驗原理和經典測試方法,這無疑減慢瞭我的學習進度。它無疑是一部裏程碑式的作品,但它更像是一位經驗豐富的教授在嚮資深同行傳授其畢生觀察所得,而非一位耐心的導師在引導新手入門。

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第二段評價: 這本書的結構安排實在有些齣人意料,它似乎更側重於展示摩擦學領域前沿的學術爭論點,而非係統梳理經典知識體係。我注意到,書中對不同學派對“粘附理論”的解釋進行瞭非常詳盡的對比分析,這固然能拓寬視野,但同時也使得核心概念的提煉變得模糊不清。舉個例子,關於潤滑膜破裂的臨界應力計算,書中給齣瞭至少三種不同的經驗公式,每種公式的適用範圍和推導基礎都闡述得極為細緻,讀完後我反而更睏惑於在實際操作中應該采納哪一個。排版方麵,插圖的數量似乎偏少,而且很多關鍵的實驗裝置示意圖都過於簡化,這對於理解復雜的測試環境設置造成瞭不小的障礙。對於我這種習慣瞭圖文並茂的學習方式的人來說,必須經常停下來,自己動手繪製草圖來輔助理解那些抽象的理論描述。這本書更像是一本供學者進行深度研討的“辯論集”,而不是一本旨在普及基礎知識的教科書。如果作者能更清晰地標示齣哪些是公認的經典理論,哪些是尚存爭議的前沿探索,閱讀體驗會大大改善。

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