ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Усталостная теория износа из "О природе разрушения поверхности металлов при трении " В процессе трения под влиянием возникающих высоких температур и больших динамических воздействий происходит существенное изменение поверхностных слоев материалов. Это изменение обусловлено локальным нагревом в зоне трения (температурный градиент) и действием повторных деформаций (накопление дефектов в кристаллической решетке), само- и взаимодиффузионными, химическими и трибохимическими процессами, протекающими в результате взаимодействия с окружающей средой и контртелом [48]. Наличие таких изменений не противоречит усталостным представлениям о природе износа, так как аналогичные изменения (окисление, деструкция, фазовые превращения и т. д.) обнаруживаются в материале и при объемном циклическом нагружении. [c.18] Наиболее важным этапом трехстадийного процесса трения является взаимодействие поверхностей. При его оценке необходимо учитывать двойственную природу взаимодействия и дискретность характера контактирования. [c.18] Износ как усталостное разрушение материала, усталостное в том смысле, что разрушение происходит в результате многих актов механического воздействия на данный микроучасток поверхности трения со стороны контртела, может происходить в условиях как упругого, так и пластического контакта. В первом случае имеет место усталостный процесс, при котором число циклов до разрушения составляет тысячи и больше. Во втором — разрушение происходит в условиях так называемой малоцикловой усталости [49], когда число циклов до разрушения — десятки и больше. Оба эти процесса протекают во времени при циклическом нагружении микрообъемов материала и различаются уровнем возникающих напряжений и характером деформирования поверхностного слоя [50]. [c.18] В формулах (1.4) и (1.5) h — критическое значение деформации при однократном нагружении, близкое к относительному удлинению при разрыве S (Tq — критическое значение напряжения при однократном нагружении, близкое к прочности материала на разрыв 0вр5 сге, 1г — дбйствующее амплитудное значение напряжения и деформации соответственно ty, ta — показатели степени кривой фрикционной усталости при упругом и пластическом контакте. [c.19] Если (в нервом приближении) принять значения и Оо равными объемным значениям при однократном растяжении, то для определения числа циклов до разрушения необходимо найти действующие напряжения или деформации и показатели степени в уравнениях (1.4) и (1.5). Связь между напряжениями и деформациями, действующими на контакте, и условиями нагружения вытекает из решения задачи теории упругости [22] или соответственно пластичности [20] о движении с трением жесткого тела по деформируемому полупространству. Решения, полученные для индентора, моделирующего единичный фрикционный контакт, затем обобщаются на случай множественного контакта. [c.19] Для определения показателей степени iy и в уравнениях фрикционной усталости в настоящее время предложено несколько экспериментальных методов [51] 1) но испытаниям на модели фрикционного контакта 2) по результатам экспериментов на износ 3) по данным объемной усталости материалов. [c.19] Величина показателя степени существенно зависит от вида контакта. При пластическом контакте она изменяется в небольших пределах и часто равна 2—3, при упругом контакте этот диапазон шире — от 3 до 15. [c.19] Уравнения (1.7), (1.8) учитывают влияние на процесс изнашивания условий нагружения ( а), физико-механических свойств (Oj, НВ, Е, j), усталостных (Zo, Сто, t) и фрикционных (/) характеристик, параметров микро- и макрогеометрии (v, Ъ, -R, Лс). Для инженерной практики основные расчетные зависимости (1.7), (1.8) представлены серией ценных номограмм [5]. [c.20] В настоящее время проведена широкая экспериментальная проверка расчетных соотношений (1.7) и (1.8) как на лабораторных образцах, так и па натурных деталях машин, испытанных на стендах и в условиях эксплуатации. Сопоставление расчетных и экспериментальных данных по интенсивности износа показало [43], что корреляция значений Д с коэффициентом пропорциональности, близким к единице, имеет место в интервале Расхождение между экспериментальной и расчетной интенсивностями износа с вероятностью 95% не превышает трех раз и лишь в отдельных случаях достигает десяти раз. Аналитическая оценка интенсивности износа, основанная на представлении об усталостном разрушении поверхностей, была применена к самым различным классам материалов резинам, резино-металлическим уплотнениям, работающим всухую, полимерам, металлам, графитам, самосмазывающимся материалам. Эта теория была распространена для расчета износа при наличии свободного абразива в контакте [52]. Интересно отметить, что понятие усталостного износа как вида разрушения, при котором материал подвергается повторному действию сил, приводящих к накоплению в нем повреждений, в настоящее время используется и для анализа процесса, который классифицируется как адгезионный износ [53]. Это свидетельствует об известной общности представления об усталостном разрушении поверхностей трения. [c.20] Вернуться к основной статье