4126968833

gdzie: To - średnia wartość naprężenia stycznego, wywołującego ścinanie połączenia metalicznego, S_p - suma powierzchni Si mikroobszarów przylegania. Współczynnik cp wyraża stosunek powierzchni S_p do nominalnej powierzchni kontaktowej S:

(DI.4)

W procesach obróbki plastycznej pod wpływem wysokich nacisków następuje uszkodzenie warstwy granicznej i ułatwiony kontakt czystych powierzchni. Ponadto przedłużenie czasu styku powierzchni powoduje wzrost sił sczepności w mikroobszarach przylegania. Siła tarcia wzrasta więc wraz ze wzrostem nacisku, stopnia odkształcenia oraz powierzchni styku, maleje natomiast, gdy zwiększa się prędkość ruchu względnego. Siła tarcia może ulegać okresowym zmianom, odpowiadającym kolejnym fazom ścinania istniejących połączeń i tworzenia nowych (drgania przy tarciu).

Jeżeli rzeczywista powierzchnia S_p (wzór (III.3)) narasta proporcjonalnie do wartości siły normalnej N, to (przy założeniu stałej wartości To) otrzymujemy prawo tarcia suchego (Amontonosa - Coulomba):

(DI.5)

T = |lN

lub, dla jednostkowych sił tarcia:

o, =    (ffl-6)

gdzie: (i - współczynnik proporcjonalności, zwany współczynnikiem tarcia, a_yy - naprężenie normalne.

Warunki tarcia przy stałym nacisku są inne w momencie rozpoczęcia ruchu, a inne podczas jego trwania. W związku z tym rozróżnia się zwykle dwie wartości współczynnika tarcia: statyczną, odnoszącą się do momentu rozpoczęcia poślizgu, oraz kinematyczną - gdy ruch ma już charakter ustalony. Wartości te mogą się znacznie od siebie różnić, jednak dla niektórych materiałów (np. dla porowatych spieków) są bardzo zbliżone, a nawet identyczne.

Jak wiadomo z elementarnego kursu fizyki, współczynnik tarcia |i jest - dla danej pary materiałów - wielkością stałą (przy małych naciskach i ustalonej charakterystyce chropowatości powierzchni). Wykorzystanie tego stwierdzenia do opisu tarcia w obróbce plastycznej byłoby znacznym uproszczeniem, ze względu na złożoność mechanizmów, warunkujących powstawanie sił tarcia. W związku z tym stosowanie związków (III.5) lub (III.6) wymaga przyjęcia dodatkowych założeń:

•    współczynnik (i należy traktować jako pewien współczynnik proporcjonalności pomiędzy naprężeniem stycznym i normalnym na elemencie powierzchni kontaktowej w konkretnym procesie kształtowania, przy czym jego wartość może się zmieniać w szerokich granicach, w zależności od wartości lokalnych nacisków jednostkowych, stanu powierzchni, prędkości względnej, sposobu smarowania i rodzaju smaru (w warunkach tarcia półsuchego i półpłynnego), a także temperatury i innych czynników;

•    w analizie i modelowaniu konkretnych procesów obróbki plastycznej należy stosować adekwatne wartości współczynników tarcia wyznaczane doświadczalnie, przy czym