Тертя зовнішнє , механічний опір, що виникає в плоскості того, що стосується двох дотичних тіл при їх відносному переміщенні. Сила опору F , направлена протилежно відносно переміщенню даного тіла, називається силоміць тертя, що діє на це тіло. Т. ст — диссипативний процес, що супроводиться виділенням тепла, електризацією тіл, їх руйнуванням і так далі
Розрізняють Т. ст ковзання і кочення. Характеристика першого — коефіцієнт тертя ковзання f з — безрозмірна величина, рівна відношенню сили тертя до нормального навантаження; характеристика другого — коефіцієнт тертя кочення f до є відношенням моменту тертя кочення до нормального навантаження. Зовнішні умови (навантаження, швидкість, шорсткість, температура, мастило) впливають на величину Т. ст не менше, ніж природа тіл, що труться, міняючи його в декілька раз.
Тертя ковзання. Якщо складова прикладеної до тіла сили, лежача в плоскості зіткнення двох тіл, недостатня для того, щоб викликати ковзання даного тіла відносно іншого, то виникаюча сила тертя називається неповною силою тертя (ділянка OA на мал. ); вона викликана малими (~ 1 мкм ) частково оборотними переміщеннями в зоні контакту, величина яких пропорційна прикладеній силі і змінюється із збільшенням останньою від 0 до деякого максимального значення (точка А на мал. ), званого силоміць тертя спокою; ці переміщення називаються попередніми зсувами. Після того, як прикладена сила перевищить критичне значення, попередній зсув переходить в ковзання, причому сила Т. ст декілька зменшується (точка A 1 ) і перестає залежати від переміщення (сила тертя руху).
Унаслідок хвилястості і шорсткості кожній з поверхонь, те, що стосується двох твердих тіл відбувається лише в окремих «плямах», зосереджених на гребенях виступів. Розміри плям залежать від природи тіл і умов Т. ст Жорсткіші виступи упроваджуються в контртіло, що деформується, утворюючи одиничні плями реального контакту, на яких виникають сили прилипання (адгезня, хімічні зв'язки, взаємна дифузія і ін.). У результаті прироблення плями торкання бувають «витягнуті» у напрямі руху. Діаметр еквівалентного за площею плями торкання складає від 1 до 50 мкм залежно від природи поверхні, вигляду обробки і режиму Т. ст При ковзанні ці плями нахиляються під деяким кутом до напряму руху, матеріал розсується в сторони і підминається ковзаючою нерівністю, а плями прилипання, що утворюються з поверхневих плівок, що покривають тверде тіло, називаються містками, безперервно руйнуються (зрізаються) і формуються знов. У цих плямах реалізується напруга лише у декілька разів менші теоретичній міцності матеріалу. Опір відтисненню матеріалу при зрушенні залежить від безрозмірної характеристики h/r — стосунки глибини h впровадження одиничної нерівності, що моделюється сферичним сегментом, до його радіусу R . Це відношення визначає механічну складову сили Т. ст
Переважно описане формоїзмененіє пружно і розсіяння енергії обумовлене втратами на гістерезис . У плямах торкання виникають сили міжмолекулярної взаємодії, втрати на подолання якого оцінюються безрозмірною характеристикою t/s s , де t — сдвіговоє опір молекулярному зв'язку, s s — межа текучості основи. Молекулярний сдвіговоє опір t = t 0 +b P r , де t 0 — міцність містка за відсутності стискуючого навантаження, P r — фактичний тиск на плямі торкання, b — коефіцієнт зміцнення містка. Кожна пляма торкання (так званий фрикційний зв'язок) існує лише обмежений час, оскільки виступ виходить з взаємодії. Тривалість життя фрикційного зв'язку — важлива характеристика, оскільки визначає температуру, що розвивається при Т. ст, зносостійкість і ін. Таким чином, процесом Т. ст є подвійний процес — з одного боку він пов'язаний з дисипацією енергії, обумовленої подоланням молекулярних зв'язків, з іншої — з формоїзмененієм поверхневого шару матеріалу нерівностями, що упровадилися.
Загальний коефіцієнт Т. ст визначається сумою механічною і молекулярною складових
,
де До — коефіцієнт, пов'язаний з розташуванням виступів по висоті, a г — коефіцієнт гістерезисних втрат. З рівняння виходить, що коефіцієнт Т. ст залежно від тиску при постійній шорсткості або від шорсткості при постійному тиску переходить через мінімум. При приробленні пар тертя встановлюється шорсткість, відповідна мінімуму коефіцієнта Т. ст Для ефективної роботи пари тертя істотно щоб поверхневий шар твердого тіла мав менший сдвіговоє опір, чим глубжележащие шари. Це досягається вживанням різних рідких мастил. Тіла, що в цьому випадку труться, розділені шаром рідини або газу, в якому виявляються об'ємні властивості цих середовищ і набирають чинності закони рідинного тертя, тертя спокою, що характеризуються відсутністю. Інколи необхідно мати ослабленим поверхневий шар самого тіла; це досягається вживанням поверхнево-активних речовин (присадки до мастил), покриттів з м'яких металів, полімерів або створенням захисних плівок із зниженим опором зрушенню.
Залежно від характеру деформації поверхневого шару розрізняють Т. ст при пружному і пластичному контактах і при мікрорізанні. У певних умовах, залежних від навантаження і механічних властивостей кожної пари тертя, Т. ст переходить в внутрішнє тертя, для якого характерна відсутність стрибка швидкості при переході від одного тіла до іншого. Навантаження, при якому Т. ст порушується для даної пари тертя, називається порогом зовнішнього тертя.
Тертя кочення. Значення сили тертя кочення дуже малі в порівнянні з силами тертя ковзання. Тертя кочення обумовлене: а) втратами на пружний гістерезис, пов'язаний з стискуванням матеріалу під навантаженням перед тілом, що котиться; б) витратами роботи на передеформірованіє матеріалу при формуванні валика перед тілом, що котиться; у) подоланням містків зчеплення. При досить протяжних розмірах плями торкання в зоні контакту виникає прослизання, що приводить до вже розглянутого вище тертя ковзання. При великих швидкостях кочення, порівнянних із швидкістю поширення деформації в телі, опір перекочуванню різко збільшується, і тоді вигідно переходити до тертя ковзання.
Управління тертям шляхом підбору пар тертя, конструкцій вузлів і правильної їх експлуатації — тема нової технічної науки, званою тріботехникой.
Літ.: Дерягин Би. Ст, Що таке тертя?, 2 видавництва, М., 1963; Крагельський І. Ст, Тертя і знос, 2 видавництва, М-коди.,1968; Дячків А. До., Тертя, знос і мастило в машинах, М., 1958; Тертя полімерів, М., 1972; Боуден Ф. і Тейбор Д., Тертя і мастило твердих тіл, пер.(переведення) з англ.(англійський), М., 1968.
