掘り起こし摩擦
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2022/02/15 01:23 UTC 版)
硬いアスペリティが柔らかい面に突き刺さり、やすりをかけるかのように面に沿って動くような状況を考えると、掘り起こしによる摩擦力は F 3 = A ′ p m {\displaystyle F_{3}=A^{\prime }p_{m}} で与えられる。 A ′ {\displaystyle A^{\prime }} は突き刺さった部分の進行方向に対する投影面積、 p m {\displaystyle p_{m}} は柔らかい方の物質の塑性流動圧力である。 A ′ {\displaystyle A^{\prime }} はアスペリティ形状と荷重によって決まるが、半頂角 θ {\displaystyle \theta } の円錐を考えるなら A ′ = 2 π ⋅ 1 tan θ ⋅ W p m {\displaystyle A^{\prime }={\frac {2}{\pi }}\cdot {\frac {1}{\tan \theta }}\cdot {\frac {W}{p_{m}}}} が成り立つため、摩擦係数は μ = F 3 W = 2 π ⋅ 1 tan θ {\displaystyle \mu ={\frac {F_{3}}{W}}={\frac {2}{\pi }}\cdot {\frac {1}{\tan \theta }}} のように物質によらない一定値となる。機械加工による標準的な粗さの面では θ ≃ 85 {\displaystyle \theta \simeq 85} °程度であるから μ = 0.05 {\displaystyle \mu =0.05} という比較的小さな値となり、掘り起こし摩擦の寄与はそれほど大きくないことがわかる。
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