Friction and abrasion of rubber

Experimental evidence is adduced for the view that rubber friction is similar in character to viscous flow and therefore, in contrast to solid friction, not necessarily accompanied by abrasion. This theory implies that the forces of rubber friction are proportional to the true area of contact. The true area of contact is determined by elastic deformation of the asperities on the rubber surface, with the result that Amontons' law is not obeyed by rubber. The laws of rubber friction are deduced from simple models and satisfactorily confirmed by experiment. Abrasion of rubber is due to mechanical failure under the tractive stresses produced frictionally by the asperities of the track. In this process, certain periodic structures are often created on abraded rubber which have been called “Abrasion Patterns”. Abrasion patterns are found to increase the rate of abrasion; a distinction is therefore made between “Intrinsic Abrasion”, occurring in the absence of patterns, and “Pattern Abrasion”. Both types of abrasion are treated theoretically, and qualitative agreement with the experimental results is obtained. The phenomenon of pattern abrasion has the important consequence that the relative abrasion rating of any two compounds can depend pronouncedly on the conditions of the test. Experimentelle Gründe werden dafür angeführt, dass Gummireibung als dem viskosen Fliessen wesensähnlich anzusehen ist und deswegen, im Gegensatz zur festen Reibung, nicht notwendigerweise mit Abrieb verbunden ist. Nach dieser Theorie sind die Reibungskräfte des Gummis der wahren Berührungsfläche proportional. Die wahre Berührungsfläche ist durch elastische Deformation der Unebenheiten auf der Gummioberfläche bestimmt, mit dem Ergebnis, dass Gummi Amontons' Gesetz nicht folgt. Die Gesetze der Gummireibung werden aus einfachen Modellen abgeleitet und experimentell zufriedenstellend bestätigt. Abrieb entsteht durch mechanisches Versagen des Gummis unter den von den Unebenheiten der Spur durch Reibung hervorgerufenen Zugspannungen. In diesem Vorgang entstehen häufig gewisse periodische Strukturen, die Riffelformationen (abrasion patterns) genannt werden. Es wurde gefunden, dass Riffelformatîonen die Abriebs-Geschwindigkeit erhöhen; es wird deswegen unterschieden zwischen “eigentlichem Abrieb”, der auftritt, wenn keine Riffeln entstehen, und “Riffelabrieb”. Theoretische Behandlung beider Abriebsarten führt zu qualitativer Übereinstimmung mit den experimentellen Resultaten. Die Erscheinung der Riffelformationen hat die wichtige Folge, dass die relative Abriebszahl zweier beliebigen Gummimischungen wesentlich von den Versuchsbedingungen abhängen kann.