摩擦 広義の摩擦

摩擦

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広義の摩擦

固体接触面で起きるわけではないが、摩擦と名の付く現象をここに挙げる。

内部摩擦

弾性ヒステリシス曲線。変形量(横軸)に対する外力(縦軸)の変化を表す。青色の曲線にそって負荷を増やしていった時と、赤色の曲線にそって負荷を減らしていった時では必要な力が異なる。曲線で囲まれた部分の面積がエネルギー損失を与える。

物体が変形したとき、その内部でエネルギーの一部が熱に変わる現象を内部摩擦という。理想的な弾性体では応力と変形量は線形の関係にあるが、一般の物質では変形を増加させるときと減少させるときとで応力が異なる(弾性ヒステリシス英語版)。動摩擦において、弾性平面上を接触点が滑っているとすると、その前方では接触点によって面が押し込まれて圧縮変形を受け、後方では凹んだ面が元に戻る時に接触点を前に押し出している。理想的な弾性体ではこれらの仕事はつり合うが、弾性ヒステリシスが存在すると、圧縮の際に面が受ける仕事の方が変形回復の際に放出する仕事よりも大きくなる。すなわち運動体のエネルギー損失を招く[10]:194-195

内部摩擦の大きさを表す量はいくつかある。強制振動を与えた時に生じる変形量と応力の間の位相遅れ(誘電損失の損失角と同様)、共振曲線におけるQ値の逆数、振動サイクルあたりのエネルギー減衰率や対数減衰率である[81]

流体の内部摩擦

流体層の間に相対的な速度差があると、それを減少させるようなせん断力がはたらく。これによって流体内部で流れに対する抵抗力が生じることを粘性という。日常的には粘性は「濃い」「ドロッとしている」のように表現される。水は「サラサラ」としていて比較的粘性が低いのに対し、蜂蜜は「ドロドロ」であって粘性が高い。流体の粘性が小さいほど変形させたり運動させたりするのが容易である。

現実の流体は(超流体を除く)、せん断力に対して何らかの抵抗を示す。すなわち粘性を持つ。流体力学の理論では説明のために「理想流体」という概念が使われる。理想流体は粘性を持たず、せん断力に対してなんら抵抗を示さない。

流体摩擦

流体摩擦もしくは摩擦抵抗とは、物体の周りを流れる流体と物体表面との相互作用から生じる抵抗力である。流体摩擦は抗力の式から導かれ、流速の自乗および物体の表面積に比例する。流体摩擦は物体周辺の境界層における粘性抗力から発生する。流体摩擦を低減するには、流体が周りをなめらかに運動できるような物体形状(エーロフォイル、翼型)を採用するか、物体の長さと断面積を可能な限り減らす方法がある。

放射摩擦

1909年にアルベルト・アインシュタイン光圧が物体の運動に対する抵抗力としてはたらくことを予言し、「放射摩擦 (radiation friction)」と呼んだ[82]。「一枚の板は常に両側から電磁放射による圧力を受けている。板が静止している限り、両側の圧力は等しい。しかし板が運動している場合には、進行方向側の面(前面)において背面より多くの放射が反射を起こすことになる。したがって、前面の圧力が与える力は、背面の圧力が与える力よりも大きい。よってこれらの合力は板の運動に対する抵抗としてはたらき、板の速度とともに増大する。この合力を簡潔に「放射摩擦」と呼ぶ」


注釈

  1. ^ dwell time。物体が面の上で静止してから次に動かされるまでの時間[9]。time of reposeとも
  2. ^ ここでいうトラクション係数を慣用的に「摩擦係数」もしくは「μ(ミュー)」と呼ぶことがあるが[90]、物理的な静止摩擦係数・動摩擦係数とは異なる[87]

出典

  1. ^ a b c Hanaor, D.; Gan, Y.; Einav, I. (2016). “Static friction at fractal interfaces”. Tribology International 93: 229-238. doi:10.1016/j.triboint.2015.09.016. 
  2. ^ 松川宏「(総合報告)摩擦の物理」『日本表面科学会会誌「表面科学」』第6号、2003年。 
  3. ^ a b F. P. ボーデン、D. テイバー 著、原康夫 訳『摩擦の話――トリボロジー入門』河出書房新社〈現代の科学〉、1974年。 
  4. ^ a b c d e f g 村木正芳『図解 トライボロジー 摩擦の科学と潤滑技術』日刊工業新聞社、2007年。ISBN 9784526057977 
  5. ^ Ruina, Andy; Pratap, Rudra (2002) (PDF). Introduction to Statics and Dynamics. Oxford University Press. p. 713. http://ruina.tam.cornell.edu/Book/RuinaPratapNoProblems.pdf 
  6. ^ Hibbeler, R. C. (2007). Engineering Mechanics (Eleventh ed.). Pearson, Prentice Hall. p. 393. ISBN 0-13-127146-6 
  7. ^ Soutas-Little, Robert W.; Inman, Balint (2008). Engineering Mechanics. Thomson. p. 329. ISBN 0-495-29610-4 
  8. ^ a b c 物理学辞典編集委員会 編「摩擦」『物理学辞典』(三訂版)培風館、2005年、2256頁。ISBN 456302094X 
  9. ^ a b c d e f g h i j 松川宏『摩擦の物理』岩波書店〈岩波講座物理の世界〉、2012年。ISBN 9784000111386 
  10. ^ a b c d e f g 佐々木信也(他)『はじめてのトライボロジー』講談社、2013年。ISBN 9784061565227 
  11. ^ a b Chatterjee, Sudipta (2008). Tribological Properties of Pseudo-elastic Nickel-titanium (Thesis). University of California. pp. 11–12. ISBN 9780549844372. ProQuestより。Classical Greek philosophers like Aristotle, Pliny the Elder and Vitruvius wrote about the existence of friction, the effect of lubricants and the advantages of metal bearings around 350 B.C.
  12. ^ Fishbane, Paul M.; Gasiorowicz, Stephen; Thornton, Stephen T. (1993). Physics for Scientists and Engineers. I (Extended ed.). Englewood Cliffs, New Jersey: Prentice Hall. p. 135. ISBN 0-13-663246-7. ""Themistius first stated around 350 B.C.〔ママ〕 that kinetic friction is weaker than the maximum value of static friction."" 
  13. ^ Hecht, Eugene (2003). Physics: Algebra/Trig (3rd ed.). Cengage Learning. ISBN 9780534377298 
  14. ^ Sambursky, Samuel (2014). The Physical World of Late Antiquity. Princeton University Press. pp. 65-66. ISBN 9781400858989. https://books.google.com/books?id=Yvz_AwAAQBAJ&pg=PA65 
  15. ^ a b c d e Dowson, Duncan (1997). History of Tribology (2nd ed.). Professional Engineering Publishing. ISBN 1-86058-070-X 
  16. ^ a b c Armstrong-Helouvry, Brian (1991). Control of machines with friction. USA: Springer. p. 10. ISBN 0-7923-9133-0. https://books.google.com/?id=0zk_zI3xACgC&pg=PA10 
  17. ^ a b van Beek, Anton. “History of Science Friction”. tribology-abc.com. 2011年3月24日閲覧。
  18. ^ Hutchings, Ian M. (2016-08-15). “Leonardo da Vinci's studies of friction” (PDF). Wear 360-361: 51-66. doi:10.1016/j.wear.2016.04.019. http://www.ifm.eng.cam.ac.uk/uploads/Hutchings_Leonardo_Friction_2016_v2.pdf. 
  19. ^ Kirk, Tom (2016年7月22日). “Study reveals Leonardo da Vinci's 'irrelevant' scribbles mark the spot where he first recorded the laws of friction”. phys.org. 2016年7月26日閲覧。
  20. ^ Forest de Belidor, Bernard. "Richtige Grund-Satze der Friction-Berechnung" ("Correct Basics of Friction Calculation"), 1737, (in German)
  21. ^ Leonhard Euler”. Friction Module. Nano World (2002年). 2011年3月25日閲覧。
  22. ^ Goedecke, Andreas (2014). Transient Effects in Friction: Fractal Asperity Creep. Springer Science and Business Media. pp. 3. ISBN 370911506X. https://books.google.com/books?id=kP7EBAAAQBAJ&pg=PA3&dq=Theophilus+Desaguliers 
  23. ^ Fleeming Jenkin & James Alfred Ewing (1877) "On Friction between Surfaces moving at Low Speeds", Philosophical Magazine Series 5, volume 4, pp 308-10; link from Biodiversity Heritage Library
  24. ^ a b c d e f g h i j k 田中久一郎『摩擦のおはなし』日本規格協会、1985年。ISBN 4542901203 
  25. ^ a b c d 木村好次 (2009). “トライボロジーの“常識”を考える”. NACHI TECHNICAL REPORT (株式会社不二越) 18. https://www.nachi-fujikoshi.co.jp/tec/pdf/18a1.pdf 2017年10月26日閲覧。. 
  26. ^ a b c d 角田和雄『摩擦の世界』岩波書店〈岩波新書〉、1994年。ISBN 4004303621 
  27. ^ a b c d e f g h i 阿保政義 著「第1章 第4節 摩擦現象とその基礎理論」、似内昭夫(監修) 編『トライボロジー設計マニュアル』テクノシステム、2015年、27-33頁。ISBN 9784924728738 
  28. ^ a b 入江敏博・山田元、2003、『工業力学』第1版、理工学社〈機械工学基礎講座〉 ISBN 4-8445-2137-3
  29. ^ 日本機械学会(編)、2007、『機械工学辞典』第2版、丸善 ISBN 978-4-88898-083-8
  30. ^ Statics: Analysis and Design of Systems in Equilibrium. Wiley and Sons. (2005). p. 618. ISBN 0-471-37299-4. "In general, for given contacting surfaces, μk < μs" 
  31. ^ Meriam, James L.; Kraige, L. Glenn; Palm, William John (2002). Engineering Mechanics: Statics. Wiley and Sons. p. 330. ISBN 0-471-40646-5. "Kinetic friction force is usually somewhat less than the maximum static friction force." 
  32. ^ The Feynman Lectures on Physics, Vol. I, p. 12-5”. Addison-Wesley (1964年). 2009年10月16日閲覧。
  33. ^ a b Persson, B. N.; Volokitin, A. I (2002). “Theory of rubber friction: Nonstationary sliding”. Physical Review B 65 (13): 134106. Bibcode2002PhRvB..65m4106P. doi:10.1103/PhysRevB.65.134106. https://journals.aps.org/prb/pdf/10.1103/PhysRevB.65.134106. 
  34. ^ a b 安藤信三『電気鉄道概論』(改訂増補版)成山堂書店、2003年、118-121頁。ISBN 4425925025 
  35. ^ Nichols, Edward Leamington; Franklin, William Suddards (1898). The Elements of Physics. 1. Macmillan. p. 101. https://books.google.com/?id=8IlCAAAAIAAJ 
  36. ^ Greenwood J.A. and JB Williamson (1966). “Contact of nominally flat surfaces”. Proceedings of the Royal Society of London A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences 295 (1442). 
  37. ^ Haslinger, J.; Nedlec, J.C. (1983). “Approximation of the Signorini problem with friction, obeying the Coulomb law”. Mathematical Methods in the Applied Sciences 5: 422-437. Bibcode1983MMAS....5..422H. doi:10.1002/mma.1670050127. 
  38. ^ Alart, P.; Curnier, A. (1991). “A mixed formulation for frictional contact problems prone to Newton like solution method”. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering 92 (3): 353-375. Bibcode1991CMAME..92..353A. doi:10.1016/0045-7825(91)90022-X. 
  39. ^ Acary, V.; Cadoux, F.; Lemarechal, C.; Malick, J. (2011). “A formulation of the linear discrete Coulomb friction problem via convex optimization”. Journal of Applied Mathematics and Mechanics / Zeitschrift fur Angewandte Mathematik und Mechanik 91 (2): 155-175. Bibcode2011ZaMM...91..155A. doi:10.1002/zamm.201000073. 
  40. ^ De Saxce, G.; Feng, Z.-Q. (1998). “The bipotential method: A constructive approach to design the complete contact law with friction and improved numerical algorithms”. Mathematical and Computer Modelling 28 (4): 225-245. doi:10.1016/S0895-7177(98)00119-8. 
  41. ^ Simo, J.C.; Laursen, T.A. (1992). “An augmented lagrangian treatment of contact problems involving friction”. Computers and Structures 42 (2): 97-116. doi:10.1016/0045-7949(92)90540-G. 
  42. ^ Acary, V.; Brogliato, B. (2008). Numerical Methods for Nonsmooth Dynamical Systems. Applications in Mechanics and Electronics. 35. Springer Verlag Heidelberg 
  43. ^ JIS Z 8000-1:2014「量及び単位−第1部: 一般」日本産業標準調査会経済産業省)附属書A.2.3
  44. ^ Air Brake Association (1921). The Principles and Design of Foundation Brake Rigging. Air brake association. p. 5. https://books.google.com/books?id=DoNBAQAAMAAJ&pg=PA5 
  45. ^ a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z aa Friction Factors - Coefficients of Friction”. 2015年4月27日閲覧。
  46. ^ a b Francis E. Kennedy (2000). “Frictional Heating and Contact Temperatures”. In Bharat Bhushan. Modern Tribology Handbook. CRC Press. https://books.google.com/books?id=h6X0NM7ME8IC&pg=PA236 2017年11月30日閲覧。 
  47. ^ 森誠之「トライボロジーと表面科学」『表面科学』第32巻第5号、2011年、270-278頁、NAID 10028287611 
  48. ^ 森誠之「ダイナミックな界面現象の最前線」『表面科学』第38巻第3号、2017年、103頁、NAID 130005475390 
  49. ^ Otsuki, M.; Matsukawa, H. (2013-04-02). “Systematic breakdown of Amontons' law of friction for an elastic object locally obeying Amontons' law”. Scientific Reports 3: 1586. doi:10.1038/srep01586. 
  50. ^ 松川宏; 大槻道夫; 中野健 (2015-05-10). “局所的前駆滑りによるアモントン則の破れと新しい摩擦法則”. 表面科学 36 (5): 222–229. doi:10.1380/jsssj.36.222. 
  51. ^ a b c d http://mechanicalemax.blogspot.com/2016/03/tribology-introduction.html
  52. ^ “Ultra-low friction coefficient in alumina-silicon nitride pair lubricated with water”. Wear 296: 656-659. doi:10.1016/j.wear.2012.07.030. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0043164812002736 2015年4月27日閲覧。. 
  53. ^ Tian, Y.; Bastawros, A. F.; Lo, C. C. H.; Constant, A. P.; Russell, A.M.; Cook, B. A. (2003). “Superhard self-lubricating AlMgB[sub 14] films for microelectromechanical devices”. Applied Physics Letters 83 (14): 2781. Bibcode2003ApPhL..83.2781T. doi:10.1063/1.1615677. 
  54. ^ Kleiner, Kurt (2008年11月21日). “Material slicker than Teflon discovered by accident”. 2008年12月25日閲覧。
  55. ^ Higdon, C.; Cook, B.; Harringa, J.; Russell, A.; 金smith, J.; Qu, J.; Blau, P. (2011). “Friction and wear mechanisms in AlMgB14-TiB2 nanocoatings”. Wear 271 (9-10): 2111-2115. doi:10.1016/j.wear.2010.11.044. 
  56. ^ a b c d e Coefficient of Friction Archived March 8, 2009, at the Wayback Machine.. EngineersHandbook.com
  57. ^ a b Coefficients of Friction of Human Joints”. 2015年4月27日閲覧。
  58. ^ a b c d e f g h i The Engineering Toolbox: Friction and Coefficients of Friction”. 2008年11月23日閲覧。
  59. ^ プラスチック・樹脂の用語解説 さ行 自己潤滑性”. 2017年10月21日閲覧。
  60. ^ a b 笠原又一「自己潤滑性トライボマテリアル」『日本ロボット学会誌』第13巻第2号、1995年、205-208頁、doi:10.7210/jrsj.13.205 
  61. ^ a b Deng, Zhao (October 14, 2012). “Adhesion-dependent negative friction coefficient on chemically modified graphite at the nanoscale”. Nature 11: 1032-7. Bibcode2012NatMa..11.1032D. doi:10.1038/nmat3452. PMID 23064494. http://www.nature.com/nmat/journal/vaop/ncurrent/full/nmat3452.html 2012年11月18日閲覧. 非専門家向けの内容要旨 – R&D Magazine (October 17, 2012). 
  62. ^ Persson, B. N. J. (2000). Sliding friction: physical principles and applications. Springer. ISBN 978-3-540-67192-3. https://books.google.com/books?id=1jb-nZMnRGYC&q=kinetic+friction#v=snippet&q=kinetic%20friction&f=false 2016年1月23日閲覧。 
  63. ^ ミーゼスの降伏条件 ― 法則の辞典の解説”. コトバンク. 2017年10月14日閲覧。
  64. ^ Makkonen, L (2012). “A thermodynamic model of sliding friction”. AIP Advances 2: 012179. Bibcode2012AIPA....2a2179M. doi:10.1063/1.3699027. 
  65. ^ Bigoni, D.. Nonlinear Solid Mechanics: Bifurcation Theory and Material Instability. Cambridge University Press, 2012. ISBN 9781107025417 
  66. ^ Adams, G. G. (1995). “Self-excited oscillations of two elastic half-spaces sliding with a constant coefficient of friction”. Journal of Applied Mechanics 62: 867-872. Bibcode1995JAM....62..867A. doi:10.1115/1.2896013. 
  67. ^ Martins, J.A., Faria, L.O. & Guimaraes, J. (1995). “Dynamic surface solutions in linear elasticity and viscoelasticity with frictional boundary conditions”. Journal of Vibration and Acoustics 117: 445-451. doi:10.1115/1.2874477. 
  68. ^ M, Nosonovsky,; G., Adams G. (2004). “Vibration and stability of frictional sliding of two elastic bodies with a wavy contact interface”. Journal of Applied Mechanics 71: 154-161. Bibcode2004JAM....71..154N. doi:10.1115/1.1653684. 
  69. ^ R., Rice, J.; L., Ruina, A. (1983). “Stability of Steady Frictional Slipping”. Journal of Applied Mechanics 50 (2): 343-349. Bibcode1983JAM....50..343R. doi:10.1115/1.3167042. http://ruina.tam.cornell.edu/research/topics/friction_and_fracture/stability_steady.pdf. 
  70. ^ J., Flint,; J., Hulten, (2002). “Lining-deformation-induced modal coupling as squeal generator in a distributed parameter disk brake model”. J. Sound and Vibration 254: 1-21. Bibcode2002JSV...254....1F. doi:10.1006/jsvi.2001.4052. 
  71. ^ M., Kroger,; M., Neubauer,; K., Popp, (2008). “Experimental investigation on the avoidance of self-excited vibrations”. Phil. Trans. R. Soc. A 366 (1866): 785-810. Bibcode2008RSPTA.366..785K. doi:10.1098/rsta.2007.2127. PMID 17947204. 
  72. ^ Bigoni, D.; Noselli, G. (2011). “Experimental evidence of flutter and divergence instabilities induced by dry friction”. Journal of the Mechanics and Physics of Solids 59 (10): 2208-2226. Bibcode2011JMPSo..59.2208B. doi:10.1016/j.jmps.2011.05.007. http://www.ing.unitn.it/~bigoni. 
  73. ^ 動画による解説
  74. ^ Nosonovsky, Michael (2013). Friction-Induced Vibrations and Self-Organization: Mechanics and Non-Equilibrium Thermodynamics of Sliding Contact. CRC Press. p. 333. ISBN 978-1466504011. http://www.crcpress.com/product/isbn/9781466504011 
  75. ^ a b 風間俊治 著「第1章 第10節 潤滑理論 第1項 流体潤滑」、似内昭夫(監修) 編『トライボロジー設計マニュアル』テクノシステム、2015年、89頁。ISBN 9784924728738 
  76. ^ Silliman, Benjamin (1871) Principles of Physics, Or Natural Philosophy, Ivison, Blakeman, Taylor & company publishers
  77. ^ Butt, Hans-Jurgen; Graf, Karlheinz and Kappl, Michael (2006) Physics and Chemistry of Interfaces, Wiley, ISBN 3-527-40413-9
  78. ^ Hogan, C. Michael (1973). “Analysis of highway noise”. Water, Air, & Soil Pollution 2 (3): 387-392. doi:10.1007/BF00159677. 
  79. ^ Ternes, Markus; Lutz, Christopher P.; Hirjibehedin, Cyrus F.; Giessibl, Franz J.; Heinrich, Andreas J. (2008-02-22). “The Force Needed to Move an Atom on a Surface”. Science 319 (5866): 1066-1069. Bibcode2008Sci...319.1066T. doi:10.1126/science.1150288. PMID 18292336. 
  80. ^ Dienwiebel, Martin (2004). “Superlubricity of Graphite”. Phys. Rev. Lett. 92 (12): 126101. Bibcode2004PhRvL..92l6101D. doi:10.1103/PhysRevLett.92.126101. http://www.physics.leidenuniv.nl/sections/cm/ip/group/PDF/Phys.rev.lett/2004/92(2004)12601.pdf. 
  81. ^ 物理学辞典編集委員会 編「内部摩擦」『物理学辞典』(三訂版)培風館、2005年、1644頁。ISBN 456302094X 
  82. ^ Einstein, A. (1909). On the development of our views concerning the nature and constitution of radiation. Translated in: The Collected Papers of Albert Einstein, vol. 2 (Princeton University Press, Princeton, 1989). Princeton, NJ: Princeton University Press. p. 391 
  83. ^ Den Hartog, J. P. (1961). Mechanics. Courier Dover Publications. p. 142. ISBN 0-486-60754-2. https://books.google.com/?id=WRXrtu44W9UC 
  84. ^ Leonard, William J (2000). Minds-on Physics. Kendall/Hunt. p. 603. ISBN 0-7872-3932-1. https://books.google.com/?id=t_AKvmza5s8C&pg=PA603 
  85. ^ 広中清一郎『よくわかる最新摩擦と摩耗の基本と仕組み』秀和システム、2010年、82頁。ISBN 9784798026190 
  86. ^ Bayer, Raymond George (2004). Mechanical wear. CRC Press. pp. 1, 2. ISBN 0-8247-4620-1. https://books.google.com/?id=Q64Kq2HlyucC&pg=PA3&lpg=PA3&dq=Physical+wear+is+associated+with+friction 2008年7月7日閲覧。 
  87. ^ a b c 山崎俊一「自動車用タイヤのトライボロジー」『日本ゴム協会誌』第72巻第4号、229-235頁、NAID 10002118257 
  88. ^ 株式会社ブリヂストン 編『自動車用タイヤの基礎と実際』山海堂、2006年。 
  89. ^ a b 「トラクション、トラクション係数、トラクションコントロールシステム」『大車林―自動車情報事典』三栄書房、2003年、292-293頁。 
  90. ^ 「摩擦係数(タイヤ)」『大車林―自動車情報事典』三栄書房、2003年、394頁。 
  91. ^ Iskander, R and Stevens, A. “Effectiveness of the Application of High Friction Surfacing-Crash-Reduction.pdf”. 2017年9月3日時点のオリジナルよりアーカイブ。2017年9月3日閲覧。
  92. ^ a b 日本機械学会(編)、2005、『機械工学便覧 デザイン編 β4 機械要素・トライボロジー』初版、丸善 ISBN 4-88898-129-9
  93. ^ 山本雄二・兼田楨宏、1998、『トライボロジー』第1版、理工学社 ISBN 4-8445-2146-2






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