研究汽车异响也需要了解一些相关的背景知识

提到汽车异响我们通常指的是Squeak & Rattle这两类典型噪音，从两个单词的字面意思我们了解到，Squeak这一类的异响是与材料之间的摩擦有关的，而在汽车上通常是由于高分子材料之间产生的黏滑运动（Stick-slip）而导致的，那么在自然科学界对于这一现象的研究就不得不提一个重要的人物——Ernest Rabinowicz（欧内斯特·拉比诺维奇）。

在这稍微解释一下什么是Stick-slip，引用《科学美国人》杂志上的一段话:

SCIENTIFIC AMERICAN May 1956

Stick and Slip When two substances rub against each other, they frequently stick and then slip. The phenomenon accounts for the squeak of bearings, the music of violins and many other sounds of our daily experience.

拉比诺维奇教授于 1947 年获得物理学学士学位，1950 年获得剑桥大学物理化学博士学位。随后，他加入了麻省理工学院 (MIT) 成为研究人员，并于 1967 年晋升为教授。师从David Tabor（就是Bowen and Tabor理论的创始人之一，他提出了粗糙表面之间的摩擦机理是微凸体之间的联接的概念）。于1993年从麻省理工学院（MIT）退休，他在摩擦学领域工作了43年，从事摩擦学教育、发展和协助工作。在20世纪50年代末到60年代初，当拉比诺维奇教授在给本科生讲授摩擦、磨损和边界润滑时，他编写了《材料的摩擦和磨损》一书，该书于1965年首次出版，在世界范围内被认为是一部开创性的著作。

他的早期研究表明，材料兼容性和/或表面能对粘着磨损过程有重要影响。后来，他研究了磨料磨损和侵蚀，并展示了磨料与被磨损材料的硬度比是磨损的控制因素。他对各种滑动材料组合的摩擦进行了研究，从而加深了对静态和动态摩擦起源的理解。虽然他的大部分工作涉及的是干接触条件，但他也研究了边界润滑剂和氧化膜在减少摩擦和磨损中的作用。在文章《The intrinsic variables affecting the stick-slip process》中提出根据摩擦表面的动摩擦速度和静摩擦时间特性来分析粘滑振荡的方法。粘滑振荡的振幅通常必须大于临界距离，因此增加弹簧刚度通常能有效消除粘滑。利用临界距离概念，可以推导出静摩擦系数和动摩擦系数之间的简单关系，这一点得到了实验数据的证实。这正是相互接触的两种材料之间产生异响的三种粘滑模式之一，即与特征距离相关的粘滑运动。也就是不同材料之间在正压力的作用下接触，不同的材料属性（尤其是内部高分子之间的结构和联接方式）导致他们之间的“临界距离”也不同，接触点之间的局部刚度就会影响这个特征距离，从而表现出不同的异响特征。

1956年在《Scientific American》发表的《Stick-slip》中专门解释了粘滑这一现象与异响（Creaking/squeaking noise）的关系，作者阐述到在力学中最常遇到的两种力是重力和摩擦力。前者已被各个时代的科学伟人研究过，对摩擦定律进行了重新研究，并发现了新的事实。该文讨论粘滑现象，这是滑动的重要副作用，会产生吱吱的摩擦异响。

拉比诺维奇教授于1961发表在《Journal of Applied Physics》上的一篇文章《Influence of surface energy on friction and wear phenomena》提出许多摩擦磨损现象可以用接触材料的表面能来解释。在摩擦领域中，高表面能/硬度比的滑动材料具有高摩擦系数，反之亦然。发现另一种现象就是附着力，根据试验的结果表明它似乎也受表面能的控制。该研究可以很好地解释材料表面涂层摩擦或磨损后产生异响的现象。

1998年，拉比诺维奇教授获得摩擦学金奖，以表彰他在最杰出的职业生涯中做出的突出贡献。

References

1. Ernest Rabinowicz.  https://en.wikipedia.org/wiki/Ernest_Rabinowicz;

2. MIT News | Massachusetts Institute of Technology. Retrieved 2021-01-27.

3. Rabinowicz, E (1958). "The Intrinsic Variables affecting the Stick-Slip Process". Proceedings of the Physical Society. 71 (4): 668–675. Bibcode:1958PPS....71..668R. doi:10.1088/0370-1328/71/4/316. ISSN 0370-1328.

4. Rabinowicz, Ernest (1956). "Stick and Slip". Scientific American. 194 (5): 109–119. Bibcode:1956SciAm.194e.109R. doi:10.1038/scientificamerican0556-109.

5. Friction and Wear of Materials, 2nd Edition | Wiley". Wiley.com. Retrieved 2021-01-27.

6. "Ernest Rabinowicz". scholar.google.com. Retrieved 2021-02-05.