Stribeck 曲線 計算ツール
境界 → 混合 → 流体 の遷移を、スライダーを動かして体感
粘度・速度・接触圧力からヘルシー数 Hn = η·U/P を計算し、摩擦係数 μ がどの潤滑域に置かれるかをリアルタイムに描画します。表面の合成粗さ σ や境界摩擦係数 μ_bl を変えると、曲線の形と最小点の位置が変化します。
境界潤滑μ = 0.119
Hn = 5.00×10⁻¹⁰ · f_a = 0.995 · λ ≲ 1アスペリティ同士の固体接触が支配的です。摩耗が起きやすく、添加剤の境界膜が頼りになります。
アスペリティ同士の固体接触が支配的です。摩耗が起きやすく、添加剤の境界膜が頼りになります。
条件を設定
プリセット
運転条件 (動作点)
表面・接触 (曲線形状)
σ を大きく/小さくすると、曲線の遷移位置 (最小点) が右/左にシフトします。μ_bl は境界域の高さを決めます。
※ λ域の対応は目安です。実際の λ は Lambda Ratio Calculator で算出してください。
「接触面」では、上下の面のアスペリティ (微小な凹凸) が、境界域で直接接触 (赤いハイライト)、流体域で油膜 (青) に隔離される様子が見えます。
入力値・結果・使用した式・準拠規格・出典 URL を 1 枚に記録します（英語表記）。
使用した式と準拠規格
StribeckHersey
Hersey 数。粘度・速度・接触圧力をひとつの軸にまとめた、Stribeck 曲線の横軸です。
凝着接触が担う荷重の割合。粗さが大きいほど H_n,c が右に動き、混合潤滑域が広がります。
境界摩擦の寄与と粘性の寄与の和。両者が釣り合う点が曲線の最小値になります。
記号と単位
| 粘度 | Pa·s | |
| すべり速度 | m/s | |
| 接触圧力 | Pa | |
| 表面粗さ (RMS) | µm | |
| 境界潤滑での摩擦係数 | — | |
| 凝着接触が担う荷重比 | — | |
| Hersey 数 | m |
適用範囲と制限
- ·本ツールは教育用の半経験モデルです。曲線の形状と各潤滑域の位置関係は正しく再現しますが、摩擦係数の絶対値を特定の試験と一致させることは意図していません。
- ·k_σ, c_v, p は既定入力で曲線の最小値が見やすい位置に来るよう調整した定数です。実測データへのフィッティング係数ではありません。
- ·等温・定常を仮定しています。粘性発熱、なじみ (running-in)、添加剤膜の形成といった時間変化は含みません。
- ·実際の潤滑域の判定には、油膜厚さと粗さの比 (λ) を用いる λ比計算ツールのほうが定量的です。
Excel で再現する
Hersey 数
=A1*B1/C1A1 = η [Pa·s]、B1 = U [m/s]、C1 = P [Pa]。
摩擦係数 μ
=$D$1*(1/(1+(A2/$E$1)^$F$1))+$G$1*A2A2 = H_n、D1 = μ_bl、E1 = H_n,c、F1 = p、G1 = c_v。
前提と限界
- 本ビジュアライザーは教育用の半経験モデルです。実際の摩擦係数は接触形状・材料・潤滑剤・温度・添加剤の挙動に強く依存し、最終的にはトライボメータでの計測が必要です。
- 曲線形状は μ(Hn) = μ_bl · f_a(Hn) + c_v · Hn (f_a はアスペリティ荷重分担率) で生成しています。定数 c_v, p, k_σ は、教育用に見やすい曲線形状になるよう調整した値です。
- 潤滑域の境界 (f_a = 0.8 / 0.2) と λ 域 (λ ≈ 1 / 3) の対応は目安です。厳密な λ 比は EHL 油膜厚さ計算を要するため、本ツールでは Lambda Ratio Calculator にリンクしています。
- x 軸の Hn = η · U / P は、η を Pa·s、U を m/s、P を Pa として算出しています。多くの実機の Hn は 10⁻¹² 〜 10⁻⁵ の範囲に収まります。