Bài giảng Cơ kỹ thuật: Chương 1.1 - ThS. Trương Quang Trường

Ma sát là một hiện tượng vật lý cơ bản nhưng có vai trò then chốt trong mọi lĩnh vực kỹ thuật, đặc biệt là cơ khí. Nó không chỉ là nguyên nhân gây hao mòn, thất thoát năng lượng và sinh nhiệt không mong muốn, mà còn là nguyên tắc hoạt động không thể thiếu của nhiều cơ cấu quan trọng như phanh hay truyền động đai. Hiểu rõ bản chất, phân loại, và các quy luật chi phối ma sát trong kỹ thuật cơ khí là nền tảng để các kỹ sư có thể tối ưu hóa thiết kế, cải thiện hiệu suất, và nâng cao độ bền của máy móc. Module này đặt mục tiêu trang bị kiến thức tổng quan về ma sát, từ nguyên lý cơ bản đến các ứng dụng thực tiễn, nhằm giảm thiểu tác hại và tận dụng hiệu quả các khía cạnh có lợi của nó.

Sinh viên ngành kỹ thuật cơ khí, kỹ thuật công nghệ, kỹ sư cơ khí, và các nhà thiết kế máy móc cần hiểu sâu về nguyên lý ma sát.

Module học thuật về Cơ Kỹ Thuật, đặc biệt là Chương 1, cung cấp một cái nhìn toàn diện về hiện tượng ma sát trong kỹ thuật cơ khí. Bắt đầu với một đại cương chi tiết, nội dung trình bày ma sát như một yếu tố phổ biến, vừa mang lại lợi ích vừa gây ra những thách thức đáng kể cho các hệ thống cơ học, từ việc giảm hiệu suất máy, tạo nhiệt và mài mòn chi tiết, đến việc là nguyên lý vận hành của các bộ phận thiết yếu như phanh và các loại truyền động ma sát. Module tiếp tục phân loại ma sát dựa trên tính chất tiếp xúc (ướt, khô, bán ướt), tính chất chuyển động (trượt, lăn) và trạng thái (tĩnh, động), làm rõ các khía cạnh khác nhau của hiện tượng này. Ngoài ra, tài liệu đi sâu vào các nguyên nhân của hiện tượng ma sát, bao gồm cả nguyên nhân cơ học và vật lý, giải thích tác động của trường lực phân tử. Một phần trọng tâm là việc định lượng ma sát thông qua nghiên cứu về lực ma sát và hệ số ma sát, cùng với việc giới thiệu định luật Coulomb về ma sát trượt khô. Định luật này phân tích sự phụ thuộc của hệ số ma sát vào vật liệu và trạng thái bề mặt tiếp xúc, đồng thời chỉ ra sự không phụ thuộc vào áp lực, diện tích tiếp xúc hay vận tốc tương đối. Kiến thức này là nền tảng không thể thiếu cho việc thiết kế và phân tích các chi tiết máy, tối ưu hóa các hệ thống có khớp tịnh tiến và khớp quay, cũng như hiểu rõ cơ chế của ma sát lăn. Hiểu biết sâu sắc về ma sát cho phép kỹ sư phát triển giải pháp để kiểm soát hiện tượng này, giảm thiểu hao phí năng lượng và kéo dài tuổi thọ của thiết bị, qua đó nâng cao hiệu quả và độ tin cậy của các ứng dụng kỹ thuật.