这三天忽然对磨擦力感兴趣了，经多方查阅，有的太假象，如用弹簧拉力计先后带动物体做滑动、滚动以观察拉力大小，有些讲的看不懂如哪些质心矩、形变支点等，总算找到下边一篇文章，把滚动磨擦讲的很科学，转发下来供你们参考。
滚动磨擦的机理及定量预测(下文来源于）
滚动磨擦是因为接触表面间不同方式的能量耗散所形成的一种制约相对滚动的现象，其特点是消耗动能并将其转化为热能或其他不可恢复的能[1]。滚动磨擦能降低阻力这一原理早在史前古希腊金字塔的壁画上已有描述。
随着工业技术的发展，滚动磨擦的应用也更为广泛。诸如，工业设备的滚动轴承中球与滚道间的磨擦、交通运输中各类车轮与轨道间的磨擦、传动系统中磨擦轮之间的磨擦、纳米制造中纳米颗粒与表界面之间的磨擦等。但是，滚动磨擦过程非常复杂，近代磨擦学虽对滚动磨擦的形成机理及其估算作了一些研究，但还远远不能满足工程技术的须要，非常是对于不同滚动方式(如自由滚动、具有牵引力的滚动和伴随滑动的滚动)、不同工况以及不同尺度的滚动磨擦机理及预测方式还缺少统一认识[2-4]。
目前关于滚动磨擦的机理主要缘于以下实验。19世纪，基于[5]关于橡胶的实验研究，学界普遍觉得滚动磨擦是由滚动体与表面之间的界面滑移造成的。但1955年Tabor[6]通过实验否认:当两表面之一为橡胶时，滚动磨擦的主要起因不是界面滑移，而是橡胶体内的弹性滞后损失。此后，等[7]通过对硬钢球在金属平面上滚动的实验发觉，钢球最先发生的塑性变型是导致滚动磨擦的主要诱因。以后滚动摩擦力的方向图解，[8]对光滑橡胶与玻璃之间的滚动实验发觉，滚动磨擦为粘着滞后的结果，其中能量耗散来自于形成接触和分离的不可逆过程。
通过上述实验研究，滚动磨擦的机理可解释为:当物体在平面上做滚动运动时，如图1所示，接触区域前部的面积降低，后部的面积增大。在此过程中，可能存在界面微滑移、材料塑性变型、弹性滞后以及表面粘着的作用，造成接触表面间形成能量耗散，由此导致滚动磨擦，妨碍物体往前滚动。
图1滚动磨擦示意图
但是，目前对于不同的材料、接触状态和几何形状，还未给出系统剖析哪种诱因在滚动磨擦中起主导作用的方式，并且已有些推论尚存在矛盾之处。诸如，等[7]强调，界面滑移可能对表面锈蚀起一些作用，但对滚动磨擦的影响很小；润滑剂可能会增加锈蚀率，但对滚动磨擦几乎不起作用。而在实验中发觉，仅加入一滴水润滑剂都会立即增加滚动磨擦。
关于滚动磨擦的预测主要包括以下模型:①等[9]构建的考虑微滑的滚动磨擦模型，强调滚动磨擦问题的解由材料常数和滑动磨擦系数共同决定；②等[10]提出的考虑弹性滞后损失的滚动磨擦模型，但前提是必须给定材料的粘性系数;③等[7]给出的考虑塑性变型的滚动磨擦近似估算模型，提出抵抗滚动的切向力在本质上等于滚道的横截面减去一个近似于材料的静态屈服硬度或强度相等的压力;④Krijt等[11]提出的考虑粘着效应的滚动磨擦模型，但须要提早预知裂缝闭合及伸开的能量释放率。上述理论模型存在的主要问题是:难以评价何种诱因在滚动磨擦中起主导作用;在估算公式中的许多参数，如滑动磨擦系数、黏性系数和能量释放率等尚缺少确切的数据，因而它们在应用上还存在局限。
综上所述，滚动磨擦是一个十分复杂的过程，即使已历经百年探求，但不同条件下影响滚动磨擦的主导诱因仍不清楚滚动摩擦力的方向图解，且尚无普适的滚动磨擦预测模型，须要人们继续探求。
参考文献
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[10]NV,T.ofaonahardplane.,1998,42(5):511-516.
[11]KrijtS.C,A.of.ofD:,2014,47(17):1-9.
撰稿人：王晓力
上海理工学院