ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Контакт между телами с различными температурами из "Механика контактного взаимодействия " С возрастанием скорости теплопроводность перед источником становится менее эффективной, так что перемещения в зоне входа падают. При высокой скорости перемещения возрастают почти пропорционально расстоянию от переднего конца. [c.435] Будем рассматривать сначала ситуацию, когда горячее тело с температурой 0i приводится в контакт с более холодным телом с температурой 02, и будем ограничиваться случаем отсутствия трения, а также круговой площадки контакта радиуса а. [c.435] Если сначала предположить, что между телами осуществляется идеальный термический контакт и что каждое тело заменяется полупространством, то задача теплопроводности решается непосредственно. Температура в области соприкосновения 0с постоянная, а поток тепла определяется формулой (12.6), т. е. [c.435] С более высоким коэффициентом искажения имеет более высокую температуру, то из-за изменения знака термического давления р г) в задачу вводятся новые характеристики. Из рис. 12.5 можно заключить, что это распределение давления стремится к нулю при г а значительно более резко, чем герцевское. Можно показать, что в этой области р г) всегда превышает р г), так что отрицательные (растягивающие) термические давления, добавленные к изотермическому давлению, создают кольцевую зону, где суммарные контактные напряжения растягивающие, как бы ни была мала разность температур поверхностей. Это наводит на мысль, что поверхности должны были отслаиваться на краю площадки контакта, однако они этого не могут сделать, не нарушая равновесия тел при заданной нагрузке. Отсюда можно заключить, что не существует решения задачи в форме, принятой ранее. [c.438] Это выражение справедливо, только если О, т. е. [c.439] Если далее кривая сопротивления (Я) более чувствительна к зазору и контактному давлению, как кривая II на рис. 12.7, то она в пределе переходит в ступеньку , равную нулю справа от нуля и единице слева. Более существенно, что имеется вертикальный сегмент между нулем и единицей, когда д = 0. Пересечение с прямой линией, определяемой уравнением (12.33), еще возможно в диапазоне о/а/ 0л — 0в 2до/а1, что отмечено точкой Р на рис, 12.7 (Ь). В этой точке и зазор, и контактное давление равны нулю температура конца стержня 0с, промежуточная между 0л и 0в, получается, если положить = О в уравнении (12.32) и задать некоторый поток тепла через область взаимодействия стержня со стенкой. Это — граничные условия, названные Барбером [21] неидеальным контактом [21] и исследованные далее в работе [65]. [c.441] Радиус Ъ круга идеального контакта, внутри которого давление ограниченно, также растет, но более медленно. Зависимости Ъ/а и Ь/йо показаны на рис. 12.6. Среднее контактное давление падает, но не так, как если бы полностью везде реализовывался идеальный контакт. При идеальном контакте тепловой поток Н в области контакта пропорционален радиусу области контакта а, так что влияние термического искажения на величину Н приближенно описывается зависимостью а/а от 3, заданной (12.26 и показанной штриховой линией на рис. 12.6. На этом рисунке приведено также точное изменение теплового потока. Влияние кольца, где реализуется неидеальный контакт, на тепловой поток невелико уменьщение теплопроводности поверхности взаимодействия тел до некоторой степени компенсируется увеличением размера области контакта. Аналогичные двумерные задачи о контакте цилиндрических тел и номинально плоских волнистых поверхностей были решены в работах [66] и [289]. [c.442] Если рассматривается контакт между плоским жестким штампом и другим полупространством, когда последнее горячее штампа, то на первый взгляд можно ожидать, что из-за впадины в полупространстве контакт в центре штампа будет потерян. Однако это не случается, так как, согласно уравнению (12.12Ь), поверхность может стать вогнутой, если тепловой поток движется от поверхности, в то время как теплового потока нет, если нет контакта. Это другой случай, исследованный Барбером [24], когда под центральной частью штампа имеется неидеальный контакт. [c.442] Основные черты результатов, приведенных на рис. 12.6, нуждаются в пояснении для данной разности температур между телами поток тепла от тела с более низким коэффициентом искажения ко второму телу (случай Р 0) больший, чем поток в обратном направлении (Р 0). Это явление, названное термической ректификацией, часто наблюдалось при передаче тепла между телами с различными свойствами. Изложенная теория, с некоторыми модификациями учитывающими геометрию экспериментального устройства, показала хорошее соответствие измерений теплового потока между стержнями в контакте, имеющими закругленные концы [16]. [c.442] Вернуться к основной статье