Контакт Деформации соприкасающихся

В тех случаях, когда форма деталей такова, что соприкосновение их поверхностей при отсутствии нагрузок, прижимающих эти детали друг к другу, происходит в точке или по линии, говорят, что имеет место начальный точечный или линейный контакт (шарик и кольцо шарикоподшипника, колесо и рельс и т. п.). Под действием нагрузки, прижимающей детали друг к другу и направленной по общей нормали к их поверхностям в месте касания, происходит местная деформация соприкасающихся тел, называемая контактной. Вместо контакта в точке или по прямой линии возникает контакт по некоторой малой площадке (контактная площадка). В частном случае контакта двух цилиндров с параллельными образующими площадка контакта имеет форму прямоугольной полоски. [c.340]

При движении одного тела относительно другого в зонах фактического контакта происходит сцепление, возник т упругие, вязкие или пластические деформации соприкасающихся элементов , развиваются силы молекулярного взаимодействия. Появляющееся в результате этого суммарное сопротивление движению одного тела по другому и представляет собой силу трения. Такое объяснение физической картины трения дает механическая и молекулярная теория. [c.307]

Опыты показывают, что для равномерного качения катка /, нагруженного силой Q, по плоскости 2 (рис. 1.32) к нему необходимо приложить определенную силу Р. Если предположить, что действие звена 2 на звено / будет происходить в точке Л, то и реакция при качении Р должна проходить через точку А. Если это так, то сумма моментов всех сил, действующих на звено 1 относительно точки А, не будет равна нулю, и, следовательно, равномерное качение в этом случае не будет возможным. Последнее возможно, если реакция будет приложена не в точке А, а в точке В, отстоящей от точки А на некотором расстоянии /г. Такое допущение вполне возможно, если учесть, что под действием сил происходит деформация соприкасающихся элементов высшей пары и контакт происходит не в точке 4, а на некотором участке СП. Вследствие того, что на участке СП при перекатывании удельные давления распределяются неравномерно, общая реакция Р будет проходить не через точку А, а через точку В. Произведение реакции Р на плечо к в этом случае и будет представлять собой суммарный момент сопротивления качению [c.54]

Интенсификацию процесса схватывания металлов можно осуществить под действием ультразвука. Ультразвук способствует пластической деформации соприкасающихся поверхностей [179]. Пластическая деформация вызывается действием переменных внутренних напряжений, генерируемых ультразвуком. В результате увеличивается площадь контакта и усиливается адгезионная прочность. Это усиление определяется мощностью генератора ультразвуковых колебаний. [c.229]

Крепление зубьев при помощи длинного плоского клина обеспечивает его надежность и виброустойчивость только в том случае, если поверхности соприкосновения хорошо пригнаны друг к другу. При менее тщательном изготовлении клин соприкасается с сопряженной поверхностью не по всей длине, а только в нескольких точках или в зонах контакта, получающихся за счет деформаций соприкасающихся поверхностей. В этом случае с целью увеличения прочности соединения приходится прилагать значительные силы для забивания клина, что приводит к уменьшению вылета, к неравномерности его для всех зубьев, а также к деформациям и повреждению корпуса. [c.109]

Теория контактных напряжений и деформаций имеет большое практическое значение, и поэтому формулы для определения размеров площадки контакта, сближения соприкасающихся тел и наибольшего давления получили широкое распространение. Но обоснование применяющихся формул почти не приводится в массовой литературе и заменяется ссылками на общие курсы теории упругости или на работы А. Н. Динника [12] и Н. М. Беляева [5, 6, 7] . Изучение этих материалов осложняется, в свою очередь, наличием в них малознакомых широким инженерным кругам математических уравнений теории потенциала и общих уравнений теории упругости. [c.381]

Деформация соприкасающихся тел в случае контакта 385 [c.385]

Нелинейный характер зависимости от величины нагрузки как размеров площадки контакта, так и величины сближения соприкасающихся тел (за исключением сближения двух параллельных цилиндров) и ряд допущений, положенных в основу их вывода, вызвали появление большого количества экспериментальных исследований деформаций соприкасающихся тел в местах контакта. [c.395]

Как уже отмечалось, при напряжениях сдвига выше предела упругости структурного каркаса смазки испытывают очень медленно протекающие необратимые деформации течения (ползучесть). Ползучесть твердого тела является результатом скольжения отдельных структурных элементов вдоль кристаллических поверхностей этого тела. Структурный каркас смазок может необратимо медленно деформироваться и в результате смещения точек контакта между соприкасающимися частицами. Однако, поскольку деформация происходит в самом каркасе, целостность смазки сохраняется. Участок кривой Т1—Т2 (см. рис. 13) выражает течение смазки, вызываемое ползучестью ее структурного каркаса без потери [c.84]

Если допустить, что на форму контакта соприкасающихся твердых тел их деформации влияния не оказывают, то звенья пары могут иметь соприкосновение 1) по поверхности, 2) по линии или в точке. В первом случае пары называют низшими, во втором — высшими. [c.11]

Вопрос о деформациях и напряжениях, возникающих в месте контакта, решается методами теории упругости. При решении задачи задаются следуюш,ими предположениями 1) материалы соприкасающихся тел однородны, изотропны, а нагрузки создают в зоне контакта только упругие деформации 2) площадка контакта мала по сравнению с поверхностями тел 3) действующие усилия направлены по нормали к поверхности соприкасающихся тел. [c.150]

Деформация сдвига часто сопровождается смятием — местным сжатием материала в зоне контакта соприкасающихся тел, вызван- [c.227]

Контактные напряжения. Контактными называют напряжения и деформации, возникающие при взаимном нажатии двух соприкасающихся тел криволинейной формы. Контакт тел в этом случае может быть линейным (например, сжатие двух цилиндров с параллельными образующими) или точечным (например, сжатие двух шаров). Вследствие деформации в местах соприкосновения элементов конструкций передача давлений происходит по весьма малым площадкам. Решение вопроса о контактных напряжениях и деформациях впервые дано в работах немецкого физика Г. Герца в 1881 — 1882 гг. [c.12]

Если принимать в расчет действительную геометрическую форму соприкасающихся тел, то вычисление напряжений и деформаций в области контакта окажется невозможным. [c.109]

В табл. (13.1) приведены формулы для определения размеров площадки контакта, величины наибольшего давления и сближения соприкасающихся тел в общем случае эллиптической площадки контакта для двух тел, ограниченных некоторыми криволинейными поверхностями и соприкасающихся до деформации в одной точке. [c.359]

Механический КПД характеризует потери на трение в подвижных деталях насоса. При относительном перемещении соприкасающихся поверхностей в зоне их контакта всегда возникает сила трения, которая направлена в сторону, противоположную движению. Эта сила расходуется на деформацию поверхностного слоя, пластическое оттеснение и на преодоление межмолекулярных связей соприкасающихся поверхностей. [c.157]

Контактные напряжения определяют методами теории упругости при следующих допущениях а) в зоне контакта возникают только упругие деформации б) линейные размеры площадки контакта малы по сравнению с радиусами кривизны соприкасающихся поверхностей в) силы давления, распределенные по поверхности контакта, нормальны к этим поверхностям. При этих допущениях контур поверхности контакта в общем случае представляет собой эллипс, давления по площадке контакта распределяются по закону поверхности эллипсоида, а максимальное давление действует в центре площадки контакта (рис. 179, а). [c.212]

На рис. 47 соприкосновение звеньев в рассматриваемом сочленении происходит в одной точке А, но, учитывая размеры звеньев в направлении, перпендикулярном чертежу, можно сказать, что соприкосновение в действительности происходит (если отвлечься от учета упругих деформаций в зоне контакта) по линии, в противоположность низшим парам, где соприкосновение звеньев происходит по участкам целых поверхностей — цилиндров или плоскостей. Соприкосновение по линии здесь и обусловливает возможность относительного перекатывания, так как при соприкосновении звеньев по участкам целых поверхностей в относительном их движении возможно лишь скольжение одной соприкасающейся поверхности по другой, как это имело место в рассмотренных выше низших парах. В последних можно было наблюдать, например, следующего вида [c.32]

Вырежем у одного из цилиндров диск толщиной, равной единице. Если принять в расчет действительную геометрическую форму соприкасающихся тел, то определение напряжений и деформаций в области контакта окажется невозможным. Поэтому ввиду малости ширины поверхности контакта по сравнению с диаметрами цилиндров соприкасающиеся тела заменяют двумя упругими полуплоскостями. Силы же давления, возникающие на поверхности контакта, считают приложенными к каждой полуплоскости. [c.111]

Результаты экспериментальных определений константы А приведены в табл. II, 1 при условиях зазор между контактирующими телами равен 4 А, деформация зоны контакта отсутствует, а соприкасающиеся тела идеально гладкие. В тех случаях, когда зазор между контактирующими поверхностями не равен 4 А, его значения даны в графе Примечание табл. II, 1 (в серии опытов [54] в качестве поверхностей применяли шероховатые кварцевые пластины). [c.50]

Напряжения, возникающие при нажатии одной части конструкции на другую в месте их соприкасания, называются контактными. Первоначальное точечное касание тел, ограниченное криволинейными поверхностями из-за деформации, переходит в соприкасание по некоторой площадке, имеющей в общем случае эллиптическую форму. Около этой площадки материал испытывает объемное -напряженное состояние. Величина контактных напряжений очень быстро убывает при удалении от площадки соприкасания. Предпосылки материалы соприкасающихся тел однородны й изотропны площадка контакта весьма мала по сравнению с общими размерами поверХ -ностей соприкасающихся тел нагрузки, приложенные к телам, вызывают в зоне контакта только упругие деформации, подчиняющиеся закону Гука силы давления нормальны к поверхности соприкасания тел силами трения по площадке контакта пренебрегают. [c.52]

При первичном нагружении чисто упругая деформация во всех точках контакта шероховатостей возможна только при соприкосновении эластичных тел, например из резины. Упругая деформация возникает также при контактировании весьма гладких твердых металлических поверхностей. Обычно при первичном нагружении в большинстве точек наблюдается пластическая деформация. Выступы пластически сплющиваются, в некоторых случаях более твердый выступ или выступ с большой жесткостью, обусловленной его геометрической формой, внедряется в соприкасающийся с ним выступ контактирующей поверхности. Исследования Д. Н. Решетова и др. показали, что выступы поверхностей после однократного нагружения наклепываются и при повторных нагрузках, не превышающих первоначальную, деформируются упруго. [c.272]

Благодаря контактным потенциалам две поверхности различных твердых тел приобретают противоположные заряды только за счет соприкосновения. Контактные разности потенциалов могут возникать также между одинаковыми телами (рис. 16.4), если соприкасающиеся поверхности благодаря адсорбционным пленкам или влиянию дефектов реальной структуры обладают различными работами выхода электрона. Образование зарядов происходит путем перехода свободных электронов у металлов и полупроводников за счет обмена зарядами между поверхностями в разных состояниях или благодаря переходам слабо связанных ионов у изоляторов. При переходе зарядов создается дипольный слой, который при отделении поверхностей разрывается так, что поверхности остаются заряженными. Величина заряда пропорциональна площади контакта, следовательно, она определяется степенью деформации. Плотность заряда зависит от контактного потенциала и действительной площади контакта. [c.441]

В результате соприкосновения двух тел и их деформации под действием сжимающих сил точки поверхности получают некоторые перемещения. Предположение о малости площадки контакта по сравнению с общей поверхностью соприкасающихся тел позволяет использовать для определения перемещений решение теории упругости о деформации тела больших размеров, ограниченного плоскостью (упругое полупространство) под действием на него сосредоточенной силы, перпендику- [c.382]

Местный разогрев двух соприкасающихся и деформируемых поверхностей способствует, по мнению авторов рассматриваемой гипотезы, образованию в местах непосредственного контакта прочных мостиков за счет диффузии атомов. Пластическая деформация необходима также и для сближения поверхностей и создания тесного соприкосновения. Схватывание при достижении определенной степени деформации объясняется, как и в пленочной гипотезе, образованием достаточного количества мостиков сцепления, прочность которых способна противостоять действию упругих напряжений после снятия нагрузки. [c.63]

Простейшая фрикционная передача состоит из двух соприкасающихся между собой колес (катков, роликов, дисков) вращение одного из колес преобразуется во вращение другого за счет сил трения, возникающих в месте контакта колес (рис. 10.1). Необходимая сила трения между колесами фрикционной передачи достигается прижатием одного из них к другому. Постоянную силу прижатия осуществляют одним из следующих способов начальной затяжкой с помощью специальных пружин или других упругих деталей, в том числе и самих колес (за счет упругой деформации материала колес) собственной массой узла или машины центробежной силой. Переменная сила прижатия достигается с помощью специальных прижимных механизмов. [c.116]

Второй недостаток обусловлен линейчатым контактом соприкасающихся зубьев (см. стр. 242), вследствие чего неточность расположения валов передачи или направления зубьев, а также деформация валов и подшипников при работе передачи, приводят к неравномерному распределению нагрузки вдоль контактных линий. [c.221]

В процессе сближения контурная площадь касания А , константы 7 и V остаются неизменными, а величина относительного сближения е при сплющивании выступов равна относительной деформации выступов с максимальной высотой поэтому при анализе изменения силы трения в процессе формирования контакта следует рассмотреть деформацию отдельных выступов, вступающих в контакт в зоне перекрытия. Наиболее высокие выступы деформируются пластически, так как даже при малых нормальных нагрузках напряжение, действующее на этих выступах, значительно превосходит предел текучести деформирующегося материала из-за малой фактической площади контакта. В силу пластического деформирования, имеющего место в течение этапа изменение, сближение поверхностей оказывается зависящим от продолжительности действия нормальной нагрузки, а следовательно, при трении должна наблюдаться связь между силой трения и реологическими свойствами соприкасающихся материалов. [c.211]

При увеличении продолжительности контакта происходит более полное сближение соприкасающихся поверхностей вследствие более полного протекания пластической деформации материалов на участках контакта, в результате чего увеличивается фактическая площадь контакта и сила трения. [c.21]

Две соприкасающиеся цилиндрические поверхности дисков фрикционной передачи (рис. 80) являются кинематической парой, соприкосновение звеньев которой при отсутствии сил взаимного нажатия происходит по прямой линии. Под влиянием сил нажатия в зоне контакта возникают высокие напряжения и деформации. При этом вместо контактной линии в зоне контакта появляется [c.104]

При трении двух соприкасающихся тел на их поверхности протекает весьма сложный процесс, сопровождающийся yripyi HMH и пластическими деформациями отдельных злементов поверхности и появлением царапин или матовых пятеп. Если нагрузка невелика, то контактное взаимодействие определяется глапиим образом деформацией соприкасающихся микронеровностей площадь фактического контакта намного меньше площади номинального [c.195]

Месыгые напряжения, возникающие при взаимном нажатии двух соприкасающихся тел, называют контактными напряжениями. Вследствие деформации материала в месте соприкосновения возникает площадка контакта, по которой и происходит передача давления. Материал вблизи такой площадки, не имея возможности свободно деформироваться, испытывает объемное напряженное состояние. [c.219]

При таком характере контакта давление на вершинах неровностей часто превышает допускаемые напряжения, вызывая вначале упругую, а затем пластическую деформацию неровностей. Возможно отделение вершии некоторых неровностей из-за повторной дс( )орма-цни, вызывающей усталость материала или выравнивание частиц материала с одной из трущихся поверхностей при схватывании (сцеплении) неровностей при их совместной пластической деформации под действием больших контактных напряжений. Происходит также сглаживание отдельных соприкасающихся участков трущихся пар. Вследствие этого в начальный период работы подвижных соединений (участки ОА и ОА . па кривых, рис. 8.22, а) происходит интенсивное нзпашнвание деталей (процесс приработки), что увеличивает зазор мел<ду сопряженными поверхностями. [c.194]

На явления трения оказывают влияние свойства Роверхностей. Вследствие щероховатости и волнистости поверхностей, неточности изготовления деталей и изменения формы под действием приложенных нагрузок поверхности контактируют не по всей их площади, а по отдельным малым площадкам, вследствие этого иа соприкасающихся поверхностях даже при небольших сжимающих нагрузках возникают большие удельные давления. Под действием этих давлений происходят упругие и пластические деформации элементов поверхности, выступы поверхностей взаимно внедряются и на площадках контакта возникают силы молекулярного взаимодействия. [c.51]

Общее сопротивление, возникающее в местах соприкосновения двух тел, которые перемещаются одно относительно другого, называют силой трения. Трение представляет собой очень сложное явление, для объяснения которого созданы две гипотезы — механическая и молекулярная. Согласно первой гипотезе трение возникает в результате деформации небольших выступов и впаднн, которые есть на поверхностях соприкасающихся тел. Согласно второй гипотезе процесс трения состоит в отрыве молекул, находящихся в контакте, и последующем возникновении новых молекулярных контактов двух тел при относительном движении их. [c.301]

Увеличение площади контакта, сопровождаемое одновременным появлением сил прилипания и отклонений от закона Амонтопа, может наблюдаться не только в результате пластичных деформаций внешней формы обоих тел вблизи точки контакта, но и вследствие присущей атомам и молекулам всех тел подвижности. Подвижность атомов металлов, особенно заметная при приближении к температуре плавления, приводит как бы к холодному свариванию металлов, когда из атомов, мигрирующих вдоль поверхностей металлов по направлению к зоне контакта, образуются своего рода мостики. Такая направленная миграция атомов, в других условиях двигающихся совершенно беспорядочно, без какого-либо предпочтительного направления в пространстве, объясняется силами притяжения, действующего между любыми атомами на достаточно близких расстояниях. Эти силы притяжения особенно велики там, где накладывается одно на другое, взаимно усиливаясь, притяжение обоих соприкасающихся тел, т. е. вблизи точек контакта. [c.171]

Отработка торцовых уплотнений для ГЦН с контролируемыми протечками. Методика отработки гидростатических и гидродинамических торцовых уплотнений достаточно полно изложена в [38, 42, гл. 3]. Здесь остановимся лищь на некоторых особенностях отработки гидродинамического торцового уплотнения с малыми протечками (не более 0,05 м ч). Главной проблемой при конструировании такого уплотнения, как уже упоминалось ранее, является обеспечение во всех режимах работы стабильной жидкостной смазывающей пленки в уплотняющем подвижном контакте, что гарантирует безызносный режим трения. Это оказалось непосредственно связано со стабильностью макрогеометрии уплотняющих поверхностей, независимо от применяемых материалов [9, 10]. Задача стабилизации макрогеометрии оказалась чрезвычайно трудной потому, что основу работоспособности торцовых уплотнений составляет контактирование оптически плоских поверхностей. При этом значение рабочего зазора лежит в пределах от долей микрона до нескольких микрон, и нарушение макрогеометрии даже на несколько микрон приводит к существенному изменению характеристики уплотнения. При достижении некоторого предела это нарущение вызывает выход уплотнения из строя. Между тем термические и силовые деформации деталей, образующие контактирующие поверхности, и деталей, соприкасающихся с ними, в условиях высоких давлений и переменных температур, а также больщих диаметров, характерных для уплотнения ГЦН АЭС, составляют сотни микрон, т. е. превышает рабочий зазор в сотни и даже в тысячи раз. Таким образом, конструкция уплотнений должна быть такой, чтобы эти гигантские по сравнению с рабочим зазором перемещения деталей не приводили к искажению рабочих поверхностей даже на несколько микрон. Выяснение указанных обстоятельств предопределило принципиальный подход к методике отработки уплотнения вала (см. рис. 3.34) для модернизированного насоса реактора РБМК. При выборе материала для рабочих колец, образующих уплотняющие поверхности, было учтено, что лучшие результаты при испытаниях и эксплуатации показывали силицированные графиты, несколько модификаций которых прошли испытания на первом этапе на спе- [c.238]

Практические наблюдения разрушений зубчатых передач и подшипников качения подтверждают указанные теоретические выводы. Значительно продвинулось решение контактной задачи термоупругости при одновременном изнашивании тел и действии теплоисточников в результате трения [7]. Показано существенное влияние на локальное изменение формы соприкасающихся тел, выпздшвание материала в результате стесненного теплового расширения. При этом существенно перераспределяются напряжения, деформации, температуры, размеры исходной о асти контакта, интенсивность изнашивания. М.В. Коровчинским разработаны термоконтактные критерии, учитьшающие тепловые и термоупругие явления. Они выражаются следующими формулами для осесимметричного контакта [c.157]

Вследствие волнистости и шероховатости каждой из поверхностей касание двух твёрдых тел происходит в дискретных областях, т. н, пятнах касания [3]. Пятня касания— это элементарные площадки контакта, возникающие в результате упругих или пластич. деформаций неровностей поверхности соприкасающихся тел. Размеры пятен касания зависят от свойств контактирующих зел и условий нагружения и колеблются н пределах от 1 до 50 мкм. На пятнах касания возникают силы сцспления двух тел (адгезия, хим. связи, взаимная диффузия и др.), т. е. образуются т. н. мостики [4]. [c.164]

Бринелирование, или разрушение вдавливанием, происходит, когда статические усилия в месте контакта криволинейных поверхностей приводят к появлению локальных пластических деформаций у одного или у обоих соприкасающихся элементов, в результате чего происходит необратимое изменение формы поверхности. Например, если шарикоподшипник статически нагружен так, что шарик вдавливается в обойму, пластически деформируя ее, то поверхность обоймы становится волнистой. При дальнейшем использовании подшипника могут возникнуть недопустимые вибрации, шум и перегрев, т. е. налицо его разрушение. [c.17]

Как по сазали экспериментальное исследования 35], влияние геометричеоких параметров на контактную выносливость деталей объясняется различием картины напряженного и деформированного состоя-ния в зонах контакта соприкасающихся тел. Уровень и картина контактных иапряжений и деформаций в зоне вы-. пуклого и вогнутого контура. вза-имно Соприкасающихся деталей раз-лична. [c.137]

Процессы изнашивания протекают в местах фактического контакта трущихся поверхностей деталей при их относительном перемещении. Нормальные и тангенциальные силы, действующие в этих местах, вызывают упругопластические деформации микрообъемов материала. Многократное их повторение приводит к усталостному разрушению поверхностных слоев, а при соответствующей конфигурации микровыступов происходит микрорезание (рис. 24), т. е. отделение микростружки при однократном взаимодействии. Интенсивность процессов упругопластического деформирования и микрорезания возрастает при наличии в зоне контакта абразивных частиц с твердостью, превышающей твердость материала соприкасающихся деталей. Под действием нормальных и [c.74]

Дискретный характер контакта, имеющий место при соприкосновении двух твердых тел, обусловливает при трении постоянную смену отдельных элементарных точек контакта. При этом каждый элементарный контакт имеет следующие три этапа эволюции взаимодействие, изменение и разрушение. Время существования элементарного контакта зависит не только от скорости принудительно подвижного элемента пары трения или жесткости системы, но в значительной степени обусловлено и физико-механическими свойствами соприкасающихся материалов и состоянием их поверхностей. Этап изменение ) фрикционного контакта связан с деформированием вошедших во взаимодействие выступов поверхностей как в направлении действия тянущей силы, так и в направлении действия нормальной нагрузки. Однако в силу специфической конфигурации отдельных неровностей жесткость контакта в направлении действия тянущей силы достаточно велика, а деформация в этом направлении, проявляющаяся в известной степени как предварительное смещение, мала. Это подтверждается исследованиями И. В. Крагельского [7], А. Е. Саломоновича [13], В. С. Щедрова [18], Ренкина [26] и др. Поэтому, для упрощения анализа, можно считать, что в течение этапа изменение вошедшие в контакт выступы деформируются лишь в направлении действия внешней нормальной нагрузки. Очевидно, что наличие подобной деформации ведет к изменению сближения между соприкасающимися поверхностями, а следовательно, и к увеличению фактической площади контакта и силы трения, поскольку последняя представляет собой произведение удельной силы трения т на величину фактической площади контакта А , т. е. [c.210]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...