ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Деформационные процессы на пятнах фактического контакта из "Структура и методы формирования износостойких поверхностных слоев " Несмотря на успехи в понимании и описании микромеханизмов деформационных процессов в поверхностных слоях, приоритетное положение в расчетах на трение и износ сохраняют методы механики сплошных сред. Применительно к деформации металлов и сплавов речь в первую очередь идет о синергетическом подходе с позиций теорий упругости и пластичности [20, 88]. [c.19] В начальный период контактного взаимодействия твердых тел параметры их шероховатости могут существенно отличаться. Удовлетворительное описание в таком случае достигается в модели скольжения индентора по гладкому полупространству. Для установившегося трения твердых тел типично сближение параметров шероховатостей, и становится необходимым анализ взаимодействия двух шероховатых поверхностей. [c.19] Отправной точкой анализа при взаимодействии жесткого и упругого полупространства является известная задача Герца, а при пластическом контакте — задача Прандтля [89]. Специфика задач трения заключается в учете тангенциального движения и сопротивления этому движению. Мерой сопротивления является коэффициент трения, а результатом — асимметрия получаемых решений. [c.19] На рис. 1.5, а показана классическая задача вдавливания. Неоднозначность кинематики сочетается с однозначностью напряженного состояния, в частности, на контакте. В соответствии с основополагающей зависимостью для напряжений а в поле линий скольжения Ао = 2/сАф (ф — угол, определяющий направление линий скольжения), а нормальные напряжения на контакте равны a = (2 + rt),t. [c.20] Задачи вдавливания (и сдвига) индентора той или иной формы в гладкое полупространство широко используются для моделирования процессов контактного взаимодействия. Вместе с тем практически несравненно большее значение имеет анализ контактирования двух шероховатых поверхностей, что соответствует установившемуся режиму трения поверхностей с близкими параметрами шероховатости. [c.21] Для анализа сдвигообразования на пятнах фактического касания в качестве отправной можно использовать задачу о сдвиге полосы с концентраторами (рис. 1.5, е), впервые рассмотренную Грином [51]. [c.21] Для реальных материалов, деформирующихся в диапазоне сдвигающих напряжений (tq — / ), т. е. жесткопластичных материалов с упрочнением, деформации сдвига распространяются в прилегающие области. [c.22] Обсуждавшаяся модель справедлива для случая установления идеальной адгезионной связи двух одинаковых поверхностей и бесконечно малых углов наклона поверхностных микронеровностей. Однако она допускает сравнительно простые обобщения на случаи несовершенства пятна фактического контакта (микронеровности второго порядка поверхностные пленки и включения) различия кристаллической ориентации контактирующих поверхностей взаимодействия материалов с разными механическими характеристиками. В условиях характерного для фрикционного взаимодействия массопереноса с поверхности более мягкого материала пары трения на поверхность более твердого по существу имеет место взаимодействие двух одноименных поверхностей. Обобщение на случай контакта разнородных материалов сохраняет геометрические параметры очагов деформации и приводит лишь к перераспределению интенсивностей сдвигов с их концентрацией в когезионно менее прочном материале. Контакт реальных поверхностей отличается от схемы, приведенной на рис. 1.6, й тем, что угол наклона микронеровностей не равен нулю и соответствующий концентратор напряжений и деформаций нельзя считать бесконечным. Однако среднее значение угла наклона микронеровностей не превышает 9—10° для шлифованных поверхностей и 1—3° для полированных. В результате вносимая погрешность невелика, а при необходимости она может быть легко учтена. Несовершенство адгезионной связи, в том числе за счет влияния микронеровностей второго порядка, поверхностных пленок, разориентировки контактирующих зерен также не противоречит предложенной схеме локализации деформаций, хотя и вызывает приращение сдвига в плоскости контакта. При возрастании степени несовершенства (несплошности) контакта до некоторого критического значения линзообразный очаг деформации распадается на отдельные очаги по микронеровностям второго порядка. [c.23] Построение аналитической теории резания можно осуществить путем последовательного усложнения ее использованием обратной связи сопротивления деформированию с условиями деформирования в конкретном процессе так, как это трактуется законом сдвигающего напряжения. Без этой взаимообусловленности, приступая к решению задачи, мы не располагаем данными ни для определения уровня сопротивления, ни для установления геометрических параметров очага деформации [17]. Теория переходных областей [88] позволяет оценить и уточнить такие особенности процесса резания, как возникновение опережающей трещины и образование стружки со сколами в результате исчерпания ресурса пластичности, а также проявления аномального упрочнения, приводящего к образованию нароста и его разрушению. [c.24] При Tq/ - размер очагов пластического формоизменения может уменьшиться настолько, что запасаемой в них упругой энергии недостаточно для компенсации прироста поверхностной энергии, связанного с образованием частиц изнашивания. Естественно, при этом следует учитывать снижение поверхностной энергии под действием поверхностно-активной среды и возрастание энтропии при образовании частиц изнашивания коллоидного размера с включением их в броуновское движение. Микро- и макромеханизм образования частиц изнашивания при трении будет подробнее рассмотрен в следующей главе. [c.25] Вернуться к основной статье