ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Скользящий контакт жестко-идеально-пластических тел из "Механика контактного взаимодействия " 2 мы рассмотрели контактное взаимодействие жестко-идеально-пластических тел под действием нормального сжатия. Пластические деформации считались достаточно большими для того, чтобы можно было пренебречь упругими деформациями и использовать теорию жестко-идеально-пластических сред. [c.268] В этом параграфе мы рассмотрим контактное взаимодействие при наличии как нормальных, так и тангенциальных нагрузок, под действием которых имеет место скольжение или по крайней мере начальное проскальзывание. Описанный ниже подход может быть применен главным образом для исследования взаимодействия неровностей на поверхностях скольжения пластичных тел и вследствие этого имеет отношение к теории трения и износа (см. [40]). Наиболее простой пример полностью решенной задачи этого круга касается сжатия и последующего сдвига пластического клина [190]. Перейдем к изло-Кению этого примера. [c.268] Рассмотрим клин из жестко-идеально-пластического материала с углом полураствора а, деформируемый жестким штампом с плоским основанием. Если трение на поверхности контакта отсутствует, то касательные усилия через нее не передаются и скольжение не дает вклада в деформированное состояние клина. Рассмотрим другой предельный случай, когда на поверхности контакта отсутствует проскальзывание. [c.268] При дальнейшем увеличении силы Q блок BHJ поворачивается по часовой стрелке, так что угол монотонно убывает до нуля и отношение Q/P приближается к единице. В этом состоянии реализуется скольжение по поверхности контакта АВ. Для реальных материалов, обладающих свойствами упрочнения, более вероятным является дальнейшее деформирование клина, реализуемое за счет сдвига вдоль линии скольжения AJ. [c.270] График на рис. 7.16 может оказаться полезным при описании трения металлических поверхностей он иллюстрирует влияние загрязнений поверхности на величину эффективного коэффициента предельного трения. Например, если максимальное относительное сдвиговое напряжение, которое может выдержать поверхность контакта, вследствие загрязненности уменьшилось до 0.5, то коэффициент трения для поверхности металла составляет только 0.15. В другом предельном случае, если напряжение на поверхности контакта приближается к к, то, согласно теоретической модели, коэффициент трения стремится к единице, что согласуется с результатами экспериментов для химически чистых поверхностей пластичных металлов. [c.271] ТОК (рис. 7.17 Ь)). Экспериментальные исследования свидетельствуют о том, что такой тип формоизменения может иметь место и в только что рассмотренном случае постоянной нормальной нагрузки при Q/f -v 1, если материал обладает свойством деформационного упрочнения. [c.272] В этом примере мы рассмотрим жестко-идеально-пластическое полупространство, в которое внедряется жесткий клин и-затем смещается в горизонтальном направлении под действием тангенциальной силы, перпендикулярной оси клина. [c.272] В процессе деформации сила Р, действующая на правую контактную) грань клина, остается постоянной (Р = Р созес а). [c.273] Наличие трения по грани клина изменяет описанный выше характер деформации. Умеренное трение приводит к тому, что линии скольжения выходят на грань клина под углами jt/4 ф, а более сильное трение выражается в адгезионном сцеплении между гранью клина и материалом основания. Картина начального внедрения имеет вид, показанный на рис. 6.5 или 6.6. При приложении тангенциальной силы клин продолжает внедряться, наклоняясь сначала под углом 45°, а затем под углом полураствора клина. Производя, как и выше, последовательное построение полей линий скольжения и годографов, можно определить траектории вершины клина и усилия на его контактную грань рис. 7.20).. Клин, имеющий адгезионное сцепление с основанием, проникает значительно глубже, нежели гладкий клин, и формирует впереди себя большую складку. На рис. 7.19(Ь) показана предельная ситуация, соответствующая выходу клина на уровень недеформированной поверхности основания. На этой стадии деформирования отношение Q/P стремится к единице, а складка свободно сдвигается вдоль линии скольжения ADE . На рис. 7.20 приведена также кривая, отражающая значения отношения сдвигающих усилий к нормальным (q/p) на грани клина в процессе деформирования. Для того чтобы в течение всего процесса имело место адгезионное сцепление, коэффициент трения между гранью клина и материалом основания должен превышать tg а. [c.275] Факт развития складки перед скользящим клином в соответствии с описанной выше схемой формоизменения для сильно деформируемых материалов экспериментально подтвержден Коксом [60], а также другими исследователями в опытах с очи-щенными пластичными металлами. Чэллен и Оксли [54] назвали моду деформации, соответствующую образованию пластических волн (рис. 7.19(а)), модой растирания (размазывания), поскольку материал растекается вдоль поверхности основания без отделения от него. Схему деформирования, показанную на рис. 7.19(Ь), когда вытесненный материал скользит вдоль основания и может от него отделяться, они назвали модой износа и исследовали диапазоны изменения угла полураствора клина и параметров трения по поверхности контакта. [c.275] С точки зрения исследования трения скольжения шероховатых металлических поверхностей представляет интерес анализ взаимодействия- двух клиньев, которые вступают в контакт и взаимно деформируются при относительном смещении поверхностей. Этот случай отличается от рассмотренных выше примеров, в которых относительное смещение клиньев считалось чисто тангенциальным. При взаимодействии двух деформируемых клиньев как тангенциальная сила (Э, так и нормальная нагрузка Р изменяются в течение цикла формоизменения. Действительно,, при наличии адгезии по поверхности контакта нагрузка Р становится растягиваюш,ей непосредственно перед разделением клиньев. [c.276] Поля линий скольжения для начальной деформации клиньев в этой задаче были построены Грином [137]. Эдвардс и Хэл-линг [101, 102] исследовали полные циклы контактного взаимодействия клиньев с помощью приближенного метода построения верхней оценки по теории предельного равновесия, который дает результаты, удовлетворительно согласующиеся с экспериментальными данными (см. также [143]). [c.276] Во многих практических случаях, в частности при действии абразивного зерна шлифовального круга, пропахивание включает пространственную деформацию основания. При этом образуется складка и материал вытесняется из борозды в боковых направлениях Простейшей моделью такого процесса служит задача установившегося скольжения жесткого конуса или пирамиды по поверхности деформируемого основания, однако даже эти случаи весьма затруднительны для теоретического анализа. [c.276] Подобные процессы пластического формоизменения называют иногда царапанием. — Прим. перев. [c.276] Вернуться к основной статье