45 Years of Deliberations on the Thermo-Mechanical Interpretation of Friction and Wear. Part I. The Macroscopic Interpretation of the Tribological Process

• Autorzy: Sadowski Jan

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0015.9723

Warianty tytułu

PL

45 lat rozważań o cieplno-mechanicznej interpretacji tarcia i zużywania. Część I. Interpretacja makroskopowa procesu tribologicznego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This first part will consider the friction couple or its part, identified with the open thermodynamic system. Dependences among extensive parameters and energetic interactions in the system and its boundaries with the environment are described in analytical terms. The dimensions of the energy dissipation zone, where the friction of solids takes place, are established. The thermo-mechanical nature of the tribological process is demonstrated. The wear conditions and distribution of energy generated by its particular elements are determined. A new quantity is introduced – the specific work of wear, which characterises the wear resistance of the tribological system and its parts. The effect of the reciprocal cover of solids’ friction surfaces on the energy balance structure in calorimetric testing is analysed. The concept of generalised wear is introduced and standardised. The discussion is restricted to processes at the macroscopic level of matter organisation.

PL

Przedmiotem rozważań w pierwszej części pracy jest para tarciowa lub jej fragment utożsamiona z systemem termodynamicznym otwartym. Opisano analitycznie zależności między parametrami ekstensywnymi i oddziaływaniami energetycznymi w systemie i na jego graniach z otoczeniem. Ustalono wymiary strefy dyssypacji energii, w której zachodzi tarcie ciał stałych. Wykazano cieplno-mechaniczną naturę procesu tribologicznego. Ustalono warunki zachodzenia zużywania i rozdziału energii rozproszonej przez poszczególne jego elementy. Wprowadzono nową wielkość – pracę właściwą zużycia, charakteryzującą odporność na zużywanie systemu tribologicznego i jego elementów. Zanalizowano wpływ wzajemnego przykrycia powierzchni tarcia ciał na strukturę bilansu energii w badaniach kalorymetrycznych. Wprowadzono pojęcie zużycia uogólnionego i jego standaryzację. Rozważania ograniczono do procesów zachodzących na makroskopowym poziomie hierarchicznym organizacji materii.

Słowa kluczowe

EN

thermodynamic system; friction couple; friction area; extensive parameters; wear; dissipation heat; work of mechanical dissipation; enthalpy; internal energy; specific work of wear; first law of thermodynamics

PL

system termodynamiczny; para tarciowa; strefa tarcia; parametr ekstensywny; praca tarcia; zużywanie; ciepło dyssypacji; praca dyssypacji mechanicznej; entalpia; energia wewnętrzna; praca właściwa zużycia; pierwsza zasada termodynamiki

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2022
• Tom: nr 2
• Strony: 55--66
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., wz.

Twórcy

autor

Sadowski Jan

• Kazimierz Pulaski University of Technology and Humanities in Radom, Faculty of Mechanical Engineering, Stasieckiego 54 Street, 26-600 Radom, Poland

• https://orcid.org/0000-0001-6670-8384

Bibliografia

• 1. Sadowski J.: Wybrane zagadnienia procesów cieplno-mechanicznych tarcia suchego metali. Rozprawa doktorska. Politechnika Świętokrzyska, Kielce 1977.
• 2. Staniszewski B.: Termodynamika, PWN, Warszawa 1982.
• 3. Archard J.F.: Contact and rubbing of flat surfaces. J. Appl. Phys. 24 (1953), no. 8, pp. 981–988.
• 4. Afanasjeva-Erhenfest T.A.: Zur Axiomatisierung des zweiten Hauptsatzes der Thermodynamik. Zeitschrift für Physik 1925, no. 33, pp. 933–945.
• 5. Sadowski J.: Thermodynamische Grundgesetze des tribologischen Verschleißes. Tribologie und Schmierungstechnik 1990, no. 2, pp. 105–107.
• 6. Sadowski J.: Thermodynamische Theorie von Reibung und Verschleiß. Tribologie und Schmierungstechnik 2002, no. 6, pp. 41–47.
• 7. Sadowski J.: Die Verschleißzahl. Tribologie und Schmierungstechnik 2007, no. 4, pp. 52–57.
• 8. Sadowski J.: Reibungsvolumen als tribologisches System. Tribologie und Schmierungstechnik 2008, no. 5, pp. 43–48.
• 9. Sadowski J., Sarnowicz L.: Beitrag zur kalorimetrischen Reibungswärmemessung. Tribologie und Schmierungstechnik 2019, no. 1, pp. 34–41.
• 10. Sadowski J., Sarnowicz L.: Kalorimetrische Untersuchungen Blitztemperatur. Tribologie und Schmierungstechnik 2001, no. 1, pp. 49–53.
• 11. Sadowski J.: A Discussion on the Physical Interpretation of Measurements of Tribological Wear. Tribologia 2021, no. 1, pp. 27–37.
• 12. Sadowski J.: Uogólniona miara zużycia. Tribologia 2005, no. 2, pp. 31–41.
• 13. Sadowski J.: Standardisierte Verschleißkenngrößen. Tribologie und Schmierungstechnik 2005, no. 6, pp. 17–20.
• 14. Sadowski J.: Festkörperreibung und Verschleiß als Ursache und Wirkung der Energie-dissipation (Teil 2). Tribologie und Schmierungstechnik 2011 no. 2, pp. 36–41.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).