рией трения,  описывающей в основном факты,  а
не их обьяснения.
   Различают трения качения и трения скольжения. Феноменологи-
ческая теория трения базируется, в основном на представлении о
том, что касание твердых тел имеет место лишь в отдельных пят-
нах, на которых действуют силы диффузии, химической связи, ад-
гезии и т.п.; при скольжении каждое пятно касания (так называ-
емая фрикционная связь)  существует ограниченное время.  Сумма
всех сил,  действующих на пятна касания, усредненая по времени
и по поверхности носит название силы трения. Продолжительность
существования фрикционной связи определяет такие важные  вели-
чины, как  износостойкость, температуру пограничного слоя, ра-
боту по преодолению сил трения. Характерно,что при трении наб-
людаются значительные       деформации    пограничного   слоя,
сопровождающиеся структурными   превращениями,   избирательной
диффузией: учет    всех этих процессов затруднен из-за сильной
зависимости от температуры. Температура на пятнах касания воз-
растает очень быстро и может достигать несколько сот градусов.
   Обычно трение качения, при котором основная работа затрачи-
вается на передеформирование материала при формировании валика
перед катящимся телом,  много меньше трения скольжения. Но как
только скорость качения достигает скорости распространения де-
формаций, трение качения резко возрастает; поэтому при больших
скоростях качения лучше использовать трение скольжения.
   Трение покоя больше трения движения,  и этот  факт  снижает
чувствительность точных приборов. Заменить трение покоя трени-
ем движения - это значить уменьшить силу трения и как-то  ста-
билизировать ее.  Задачу можно решить,  заставив трущиеся эле-
менты совершать колебания.

   В патенте США 3 239 283: задача решается выполнением втулки
подшипника из   пьезоэлектрического  материала  и покрытием ее
электропроводящей фольгой. Пропуская переменный ток, под дейс-
твием которого пьезоэлектрик вибрирует, ликвидируют трение по-
коя.

   1.3.1. Явление аномального низкого трения. Установлено, что
при достаточно  сильном облучении одной из трущихся поверхнос-
тей ускоренными частицами (например,  атомами гелия) коэффици-
ент трения падает в десятки и даже сотни раз, достигая сотых и
тысячных долей единицы (открытие-121).  Для возникновения  эф-
фекта сверхнизкого   трения  необходимо,  чтобы процесс трения
осуществлялся в вакууме. Переход в состояние сверхнизкого тре-
ния может осуществляться далеко не всеми телами.  Этой способ-
ностью обладают вещества со слоистой кристаллической  структу-
рой. Исследования    показали,  что очень тонкий поверхностный
слой вещества при совместном действии трения и облучения испы-
тывает сильную ориентацию, благодаря чему его структурные эле-
менты располагаются параллельно плоскости контакта,   за  счет
чего сильно   уменьшается  способность  вещества  образовывать
сильные адгезионные связи. Роль облучения сводится к очень ин-
тенсивной очистке  поверхности контакта от премисей и от моле-
кул воды,  препяствующих ориентации.  К тому же водная  пленка
сама является  источником довольно сильных адгезионных связей.
Явление аномально низкого трения можно использовать к  примеру
в подшипниках:

   А.с. 290 131:  Подшипник скольжения,  содержащий корпус,  в
котором смонтирован вал посредством сегментов с  металлической
рабочей поверхностью,  расположенных равномерно по окружности,
отличающееся тем,  что с целью уменьшения коэффициента  трения
при работе   в вакууме,  он снабжен источником быстрых и нейт-
ральных молекул газа,  например, инертного, встроенного в кор-
пус между   сегментами и направляющим поток молекул на рабочую
поверхность вала,  покрытую полимером, например, полиэтиленом.

   1.3.2. Эффект безызиосности.
   Всегда и  везде  ранее принималось,  что трение и износ два
неразрывно связанных явления. Однако в результате открытия (нр
-41) Крагельского  И.В.  и Гаркунова Д.Н.  удалось разьединить
это, хотя и традиционное, но невыгодное содружество. В их под-
шипнике трение осталось - износ исчез; за это исчезновение от-
ветственен процесс атомарного переноса.  Самый опасный вид из-
носа - схватывание.  В соответствии с принципом "обратить вред
в пользу" - схватывание входит как составная часть в атомарный
перенос; далее   оно компенсируется противоположным процессом.
Рассмотрим пару сталь - бронза с глицериновой смазкой.  Глице-
рин, протравливая  поверхность бронзы способствует покрытию ее
рыхлым слоем чистой меди,  атомы которой легко переносятся  на
стальную поверхность.  Далее устанавливается динамическое рав-
новесие - атомы меди летают туда и обратно,  и износа  практи-
чески нет,  ибо медный порошок прочно удерживает глицерин, ко-
торый в свою очередь,  защищает медь от кислорода.  В  авиации
уже испытаны бронзовые амартизационные буксы в стальной стойке
шасси самолета.
   
   1.3.3. Эффект Джонсона-Рабека.
   
   Если нагревать пару соприкасающихся трущихся поверхностей -
полупроводник и металл,  то сила трения между этими поверхнос-
тями будет увеличиваться.  Этот эффект используется в тормозах
и муфтах крутящего момента.

   Патент США 3 343 635: Тормоз представляющий собой вал, пок-
рытый полупроводниковым материалом,  охваченный  металлической
лентой. Тормозной  момент зависит от температуры полупроводни-
кового слоя и регулируется  путем  пропускания  электрического
тока через вал и охватывающую его ленту.

   Патент Англии  1 118 627:  Устройство для передачи вращения
между двумя валами,  состоящая из двух соприкасающихся дисков,
один из   которых выполнен из полупроводникового материала,  а
второй - металлический.  Регулирование  передаваемого  момента
происходит при   нагреве соприкасающихся упомянутых материалов
путем пропускания электрического тока между ними.

Интересное использование трения:

   А.с. 350 577:  Способ получения отливок,   заключающийся  в
пропускании расплавленного металла через каналы, выполненные в
теле оправки, отличающееся тем, что с целью совмещения процес-
са плавки и заливки металла, оправку поднимают к металлической
заготовке и вращают, расплавляя заготовку теплом, выделяющимся
в процессе трения.

             Л И Т Е Р А Т У Р А

К 1.2. Я.Н.Ройтенберг, Гироскопы, М., "Наука", 1975
   В.А.Павлов, Гироскопический эффект, его проявление и
               использование, Л., "Судостроение", 1972
   Н.В.Гулия, Возрожденная энергия, "Наука и жизнь", 1975,
              нр-7.
К 1.3. А.А.Силин, Трение и его роль в развитии техники,
   М., "Наука", 1976.
   И.В.Крагельский, Трение и износ, М., "машиностроение",1968
   Д.Н.Гаркунов, Избирательный перенос в узлах трения,
   М., "Транспорт", 1969.

                     2.  Д Е Ф О Р М А Ц И Я .
                     -----------------------


      2.1. Общая характеристика.


      В самом общем случае под деформацией  понимается  такое
изменение положение точек тела,  при котром меняется взаимные
расстояния между ними. Причинами деформаций, сопровождающихся
изменениями формы   и размеров сплошного тела,  могут служить
механические силы,  электрические,  магнитные, гравитационные
поля, изменения температуры, фазовые переходы и т.д.

      В теории  деформации твердых тел рассматриваются многие
типы деформаций-сдвига,  кручения и т.д.  Формальное описание
их можно отыскать в любом курсе сопромата.

      Если деформация исчезает после снятия нагрузки,  то она
называется упругой, в противном случае имеет место пластичес-
кая деформация. Для упругих деформаций справедлив закон Гука,
согласно которому  деформация  пропорциональна  механическому
напряжению.Если рассматривать  деформации на атомарном уровне
то упругая деформация характеризуется,прежде всего практичес-
ки одинаковым  изменением растояния между всеми атомами крис-
тала; при пластических деформациях  возникают  дислокации-ли-
нейные дефекты кристалической решотки.

      Величина деформации любого вида определяется свойствами
деформируемого тела и величиной внешнего воздействия;  следо-
вательно,имея данные о деформации, можно судить либо о свойс-
твах тела,либо о воздействиях; в некоторых случаяхи о том и о
другом, а в некоторых- о степени изменения свойств деформиру-
емого тела при том или ином внешнем воздействии.

      А.с. 232571:  Способ измерения спорных реакций машин  и
      станков в   эксплуатационных условиях,отличающийся тем,
      что,с целью определения реакций в  спорах  с  резиновым
      упругим элементом, измеряют величину деформации свобод-
      ной поверхности резинового упругого элемента,  по кото-
      рой судят о величине опорной реакции.

      

      2.1.1. С в я з ь    э л е к т р о п р о в о д н о с т и
             с   д е ф о р м а ц и е й.

     В 1975 году зарегистрировано открытие:  обнаружена зави-
симость пластической  деформации металла от его проводимости.
При переходе в сверхпроводящее состояние повышается  пластич-
ность металла. Обратный переход понижает пластичность.

      Напомним, что  макроскопическая пластическая деформация
осуществляется перемещением большого  количества  дислокаций,
способность же кристалла оказывать сопротивление пластической
деформации определяется их подвижностью.

      Эффект наблюдался на многих сверхпроводниках  при  раз-
личных способах механических испытаний.  В экспериментах было
обнаружено значительное повышение пластичности  металла  /ра-
зупрочнение/ при   переходе  его в сверхпроводящее состояние.
Величина эффекта в некоторых случаях достигла нескольких  де-
сятков процентов.Детальное   изучение  явления  разупрочнения
привело к выводу,что "виновником" его следует считать измене-
ние при   сверхпроводящем  переходе  тормозящего  воздействия
электронов проводимости на дислокации.  Силы "трения" отдель-
ной дислокации об электроны в несверхпроводящем металле резко
уменьшаются при сверхпроводящем переходе.Таким образом, обна-
ружена прямая   связь  механической характеристики металлаего
пластичности с   чисто  электронной  характеристикой-проводи-
мостью.

      Главный вывод-электроны  металлов тормозят  дислокации
в с е г д а.Сверхпроводящий переход помог выявить роль элект-
ронов и позволил оценить электронную силу торможения.  Но пе-
реход в сврхпроводящее состояние- не единственная возможность
влиять на электроны.  Этому служит магнитное поле, давление и
т.д. Ясно,   что такие воздействия должны изменять и пластич-
ность металла,    особенно,  когда электроны- главная причина
торможения дислокаций.
      
      Магнитное поле в сочетании с низкой  температурой  спо-
собны изменять буквально все свойства вещества: теплоемкость,
теплопроводность,упругость,прочность и даже цвет.  Появляются
новые электрические свойства.  Превращения происходят практи-
чески мгновенно- за 10 в11-ой и 10 в12-ой сек. Исходя из экс-
периментов ожидают использования новых эффектов в обычных ус-
ловиях.


      2.1.2. Э л е к т р о п л а с т и ч е с к и й
             э ф ф е к т   в    м е т а л л а х

      
      Установлен электропластический  эффект в металлах и до-
казана возможность его применения для практических целей. От-
крытие этого  эффекта привело к более глубокому пониманию ме-
ханизма пластической деформации,  расширило  представление  о
взаимодействии свободных   электронов  в металле с носителями
пластической деформации-дислокациями.

      Появилась возможность управлять механическими свойства-
ми металлов, в частности, процессом обработки металлов давле-
нием. Например,   деформировать вольфрам при температурах  не
превышающих 200  гр.С и получить из него прокат с высоким ка-
чеством поверхности.  В экспериментах с импульсным током было
найдено, что    электрический  ток увеличивает пластичность и
уменьшает хрупкость металла.  Если  создать  хорошие  условия
теплоотвода от деформируемых образцов и пропускать по ним ток
высокой плотности 10 в4-ой 10 в6-ой а/см./2 то  величина  эф-
фекта будет  будет порядка десятков процентов.  Электрический
ток вызывает также увеличение скорости релаксации  напряжений
в металле  и оказывается удобным технологическим фактором для
снятия внутренних напряжений в металле.   Электропластический
эффект также  линейно зависит от плотности тока (вплоть до 10
в5-ой а/см./2 ) и имеет большую величину при импульсном токе,
а при переменном вообще не наблюдается.

      Видна связь явления разупрочнения металла при сверхпро-
водящем переходе с электропластическим эффектом.   В  этом  и
другом случае происходит разупрочнение металла.  Однако, если
в первом случае в основе явления лежит уменьшение сопротивле-
ния движению   и  взаимодействию дислокаций при устранении из
металла газа свободных электронов,во втором  случае  причиной
облегчения деформации   является  участие самого электронного
газа в пластической деформации металла.  Электронный  газ  из
пассивной и   тормозящей среды превращается в среду,  имеющую
направленный дреф и поэтому ускоряющую движение и взаимодейс-
твие дислокацийе  (или снижающую обычное электронное торможе-
ние дислокаций)  Этот эффект уже находит свое  применение  на
практике:
                              
      А. ..   :  "Способ снижения прочности металлов,  напри-
мер,при пластической деформации при котором  через  заготовку
пропускают электрический   ток отличающийся тем,  что с целью
снижения прочности металла при сохранении его низкой темпера-
туры, к заготовке прикладывают импульсы тока плотностью преи-
мущественно 10 а/см./2, с частотой подачи 20-25Гц.


      
      2.1.3. Ф о т о п л а с т и ч е с к и й   э ф ф е к т .

      Естественно ожидать  изменение  пластических  свойств и
при других воздействиях  на  электронную  структуру  образца.
Например, воздействие  светового излучения на кристалы полуп-
роводника вызывает в них перераспределение электрических  за-
рядов. Не   будет ли свет влиять на пластические свойства по-
лупроводников? Советские  ученые Осиньян и Савченко  на  этот
вопрос отвечают  утвердительно.  Их открытие зарегистрировано
под номером 93 в такой формулировке:

      "Установлено ранее неизвестное явление,заключающееся  в
изменении сопротивления   пластической  деформации кристаллов
полупроводников под действием света,  причем максимальное из-
менение происходит   при  длинных волн,  соответствующих краю
собственного поглащения кристаллов".

       В их опытах образцы полупроводников сжимались и растя-
гивались до наступления пластической деформации.  Затем обра-
зец освещался светом.  Вызванное им перераспределение носите-
лей заряда    оказывало  тормозящее  действие  на  дислокации
носителей пластической деформации и тотчас прочность  образца
увеличивалась почти вдвое.  Стоило выключить свет,  как проч-
ность уменьшалась и вскоре достигала  своего  первоначального
значения.

      Дальнейшие исследования привели к наблюдению еще одного
интересного явления - и н ф р а к р а с н о г о  гашения  фо-
топластического эффекта.

      Эффект фотопластичности предполагается использовать для
      разработки нового типа элементов автоматики, новой тех-
      нологии полупроводнико,для   создания качественно новых
      приемников видимого светового и  инфракрасного  излуче-
      ния.


      2.1.4. Э ф ф е к т  Б а у ш и н г е р а .

      
      При упругих  деформациях перемена знака внешнего усилия
вызывает только изменение знака деформации,без  изменения  ее
абсолютной величины.    Если же под влиянием внешних усилий в
металле возникают дислокации,т.е.  наступает режим пластичес-
кой деформации то упругие свойства металла изменяются и начи-
нает сказываться влияние знака первоначальной деформации. Ес-
ли металл     подвергнуть   слабой   пластической  деформации
нагрузкой одного знака,то при перемене знака нагрузки обнару-
живается понижение   сопротивления начальным пластическим де-
формациям (эффект Баушингера). Возникшие при первичной дефор-
мации дислокации обуславливают появление в металле остаточных
напряжений, которые  складываясь с рабочими напряжениями  при
перемене знака  нагрузки,вызывают снижение предела пропорцио-
нальности,упругости и текущести материала.  С увеличением на-
чальных пластических  деформаций величина снижения механичес-
ких характеристик   увеличивается.   Эффект  Баушингера  явно
проявляется при   незначительном начальном наклепе.Низкий от-
пуск наклепанных материалов ликвидирует все проявления эффек-
та Баушингера.  Эффект значительно ослабляется при многократ-
ных циклических   нагружениях  материала  с  наличием   малых
пластических деформаций разного знака


      2.1.5. Э ф ф е к т  П о й н т и н г а .


      Пойнтингом было установлено,что при закручивании сталь-
ных и медных проволок они не только закручиваются,  но  также
упруго удлиняются и увеличиваются в объеме.  Удлинение прово-
локи примерно пропорционально квадрату угла закручивания: при
заданном значении угла удлинение пропорционально квадрату ра-
диуса. Диаметр  проволоки при закручивании уменьшается, вели-
чина радиального сжатия при этом пропорциональна квадрату уг-
ла закручивания.  Эффект был открыт давно,  и еще  Пойнтингом
было доказано,что удлинение при закручивании не связано с из-
менениями модуля ЮНГА -это позволяет предполагать,что  свойс-
тва материала остаются без изменений.


      Эффект Пойтинга нашел применение  в машиностроении.

      Пример тому А.с.546456: Способ демонтажа прессовых сое-
      динений деталей типа вал-втулка  путем  воздействия  на
      охватываемую деталь  усилием выпрессовки,  отличающийся
      тем, что  с целью снижения усилия выпресовки, например,
      подшипников качения с вала,  перед выпрессовкой,охваты-
      ваемую деталь,например,вал, скручивают.


     Малая величина эффекта позволяет указать на  возможность
его применения   в  некоторых областях измерительной техники.
Калиброванные изменения радиуса- это переменный калибр толщи-
ны: радиальное сжатие с одновременным удлинением -это измене-
ние (хотя и малое,но надежно калибрированное)   электросопро-
тивления проволоки и т. д.


      2.2 Передача энергии при ударах. Эффект Александрова.

      
      Коэффициент передачи  энергии от ударяющего тела к уда-
ряющему зависит от отношения их масс-чем больше  это  отноше-
ние,тем больше передаваемая энергия.  Поэтому в машинах удар-
ного действия всегда старались учесть  это  соотношение,   по
крайней мере,до  1954 года,когда Е.В.Александровым было уста-
новлено, что  с ростом соотношения масс коэффициент  передачи
растет лишь до определенного критического значения,определяе-
мого свойствами и конфигурацией соударяющихся тел (удар упру-
гий) При    увеличении отношения масс соударяющихся тел сверх
критического коэффициента передачи  энергии  определяется  не
реальным соотношением  масс а критическим значением этого от-
ношения.

     Соответственно,коэффициент востановления    определяется
формой и  массой соударяющихся тел и степенью рассеяния энер-
гии. Очевидно,этот  эффект обязательно должен учитываться при
проектировании машин ударного действия. Наглядная иллюстрация
к тому:

      А.с.. 203557  Механизм  для воздействия на твердое тело
      ударной нагрузкой,содержит два или более  соударяющихся
      элементов,причем один  из них является рабочим,  непос-
      редственно воздействующим на твердое тело, отличающийся
      тем,что в нем предусмотрено средство для создания перед
      каждым соударением элементов дополнительного  зазора  в
      системе "соударяющиеся   элементы-твердое  тело" и один
      или несколько из соударяющихся элементов, за исключени-
      ем рабочего,   выполнены из материала с меньшим модулем
      упругости, чем материал элемента.

      На основе открытия Александрова создан  так  называемый
механический полупроводник,в котором передача энергии практи-
чески осуществляется только в одном направ