ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Взаимодействие поверхностей при механическом контакте из "Теплообмен в зоне контакта разъёмных и неразъёмных соединений " При соприкосиовении шероховатой поверхности с гладкой вначале в контакт вступают наиболее высокие выступы поверхности, а затем в результате дальнейшего сближения поверхностей — основная масса выступов микроиеровностей. Возрастание нагрузки, воспринимаемой микронеровностями, ведет к упругой деформации волн, на которых они располагаются. Это приводит к увеличению числа микронеровностей, воспринимающих нагрузку, росту фактической площади контакта и сближению. [c.57] Наибольшую деформацию претерпевают самые высокие микронеровности. При контакте менее твердой шероховатой поверхности с более твердой гладкой наблюдается расплющивание выступов шероховатой поверхности. В случае, если гладкая поверхность менее тверда, чем шероховатая, выступы шероховатой поверхности внедряются в гладкую поверхность. [c.57] При контакте двух шероховатых поверхностей вначале взаимно соприкасаются те из выступов, сумма высот которых окажется наибольшей. Увеличение нагрузки ведет к вступлению в контакт новых пар противолежащих выступов с меньшей суммой высот. Площадки касания будут располагаться на разных высотах и под разными углами, что, однако, за счет малых углов наклона площадок (до 3—10°) не ведет к сколько-нибудь заметному увеличению самих площадок касания. [c.57] Площадь фактического контакта в основном не зависит от размеров соприкасающихся поверхностей кроме того, на нее также мало влияют форма и величина шероховатости поверхности. Это приводит к тому, что даже при небольшой нагрузке местные давления на площадках фактического контакта достигают высоких значений и могут оказаться достаточными для пластического течения в области контакта даже у металлов со значительной твердостью. [c.57] Принципиально возможны четыре вида деформации выступов неровностей (табл. 2-2). [c.58] Примечание. Эти положения справедливы при условии, если температура контакта ниже температуры рекристаллизации [7 р=(0,25-н0,3) где — 1емпература плавления металла или сплава]. [c.58] Большинство исследователей теплообмена в зоне контакта [Л. 8, 14, 23, 26] вводит допушения о преобладающей роли пластической деформации неровностей в процессе сближения и формирования фактической площади контакта. [c.58] В принципе нельзя отрицать того, что при первоначальном сопряжении поверхностей (не выше 5-го класса чистоты обработки) выступы неровностей деформируются пластически. В то же время последующие взаимные перемещения поверхностей, вызываемые либо термическим расширением, либо циклическим приложением нагрузки, не превышающей первоначально приложенную, приведут к тому, что нагрузка будет восприниматься выступами неровностей упруго. [c.58] Фактическая площадь контакта, образовавшаяся при повторных нагружениях, превышает площадь, сформировавшуюся при начальном приложении нагрузки для аналогичных усилий сжатия (рис. 2-9). [c.59] Коэфф ициент I изменяется от 1 до 0,02, при этом большие значения относятся к случаю формирования пятен контакта в результате чисто пластической деформации, а меньшие — к полированным поверхностям, когда имеют место упругие деформации неровностей. [c.60] Однако выражение (2-2) далеко не полностью учитывает все особенности механического контакта, так как неопределенность величины для каждого частного случая вполне очевидна. [c.60] Расчет по формуле (2-3) предусматривает применение метода численного интегрирования, что в какой-то мере сужает границы ее использования. [c.61] Авторы работы [Л. 61] принимают при пластическом контакте т— и при упругом 2/з г 1. [c.61] Модель Лоджа и Хоуэлла явно идеализирована, так как она предполагает постоянными число пятен контакта и высоту выступов при деформации. В то же время результаты дальнейших исследований проблемы механического контакта указывают на постоянное изменение указанных величин с изменением нагрузки. [c.61] В целом результаты работы [Л. 62] представляют определенный интерес, хотя и дают ряд противоречащих действительности положений. Так, в приведенной формуле (2-5) фактическая площадь контакта при повышении средней высоты неровностей hep увеличивается, в то время как имеется большое количество экспериментальных данных, указывающих на возрастание фактической площади контакта при повышении чистоты обработки поверхностей. [c.62] В работе Дьяченко, Толкачевой, Андреева и Карповой [Л. 58] рассматривается фактическая площадь контакта на основе конусоидальной модели выступов микронеровностей. При этом предполагается равновероятное распределение выступов по всем направлениям, параллельным поверхности тела, которое характерно для ненаправленных способов обработки (плоское шлифование торцом круга на станках с вращающимся столом, электрополировка, анодирование, доводка пастой, точное литье и др.). [c.62] Яд — твердость материала при вдавливании пирамиды у — угол при вершине выступа микронеровности. [c.62] По данным, полученным экспериментальным путем в Институте машиноведения АН СССР [Л. 58], видно, что величина угла при вершине выступа микронеровности зависит от чистоты обработки поверхности. Так, при высоте неровностей /гср 100 мкм у=80° при кср— =30 мкм у=83° и при /1ср=0,8 мкм у=87°. [c.62] Особое место в вопросе исследования площади контакта занимают работы Крагельского [Л. 60, 63], основывающиеся на предложенной им стержневой модели поверхности. Согласно этой модели поверхность представляется в виде набора стержней, независимо деформирующихся при приложении нагрузки. Исходя из такой модели поверхности, были исследованы площади фактического контакта при упругом и упруго-пластическом контакте. [c.63] Вернуться к основной статье