Упругий контакт шероховатых поверхностей

Относительную г площадь касания при упругом контакте шероховатой поверхности с твердой гладкой поверхностью на основании рассмотрения сферической модели поверхности можно определить по формуле [c.373]

Теория Крагельского — Демкина упругого контакта шероховатой поверхности с гладкой [c.169]

Упругий контакт шероховатых поверхностей [c.182]

При упругом контакте шероховатостью контртела можно пренебречь, если при прочих равных условиях шероховатости поверхностей различаются на два и более классов чистоты по ГОСТу 2789—59. [c.59]

Систематически излагаются постановки пространственных контактных задач линейной теории упругости и методы их решения, не требующие математического аппарата, выходящего за рамки курса высшей математики для технических университетов. Изучаются контактные задачи для системы штампов, строятся асимптотические модели одностороннего дискретного контакта и рассматриваются вопросы равновесия твердого тела, опирающегося на шероховатую плоскость в нескольких точках. Подробно изложена техническая теория упругого ненасыщенного контакта шероховатых поверхностей. [c.2]

Простейшая модель шероховатой поверхности есть регулярная волнистая поверхность синусоидального профиля. При условии, что амплитуда Д. мала в сравнении с длиной волны К, так что деформации остаются упругими, контакт такой поверхности с упругим полупространством можно проанализировать методами гл. 2 и 3. [c.450]

Упругий контакт шероховатых криволинейных поверхностей [c.470]

Во-первых, при контакте поверхностей возникают местные напряжения, которые при начальном касании по линии или в точке определяются формулами Герца, а при касании по поверхности аналогичные явления возникают при контакте микронеровностей. Часто при моделировании контакта двух шероховатых поверхностей их представляют в виде набора полусфер, конусов или цилиндрических поверхностей с тем, чтобы для подсчета напряжений и деформаций использовать соответствующие зависимости Герца—Беляева при упругом взаимодействии или учесть также и пластическую деформацию. [c.72]

Для принятой нами расчетной модели упругого контакта исследовалась равновесная шероховатость на более твердом контртеле пары, в частности на металлических поверхностях. Контртелом служили материалы, модуль упругости которых намного меньше модуля упругости стали, поэтому шероховатость поверхностей более мягких материалов не изучалась. [c.61]

Для анализа полученной расчетной зависимости критерия от нагрузки для случая упругого контакта были использованы экспериментальные данные [14] по изучению влияния нагрузки, скорости и твердости материалов на характер и величину изменения характеристик шероховатости приработанных стальных поверхностей в условиях скольжения и граничной смазки АК-6 . [c.83]

В случае усталостного износа не наблюдается полной аналогии между кривой усталости Велера и зависимостью износа от нагрузки и силы трения. Это объясняется тем, что при износе влияние оказывают также сопутствующие факторы шероховатость поверхности, упруго-пластические свойства материала, изменение структуры и др. В случае усталостного износа при упругом контакте или абразивном износе факторы, влияющие на износ, резко отличаются. [c.195]

По данным И. В. Крагельского, Н. Б. Демкина, Э. В. Рыжова [56, 90], при обычно применяемых нагрузках деформация выступов поверхности невелика, поэтому, когда рассматриваемая шероховатая поверхность контактирует с твердой гладкой поверхностью, можно пренебречь увеличением поперечного сечения выступа и считать, что опорная кривая, построенная с учетом продольной и поперечной шероховатости, выражает зависимость между площадью фактического контакта и сближением поверхностей (равным деформации наиболее высоких выступов). В случае упругого контакта площадь сечения выступов при данном сближении приблизительно в 2 раза больше факти- [c.370]

Упругий контакт наблюдается при сжатии поверхностей незначительной шероховатости, повторном приложении нагрузки или при контактировании поверхностей из высокоэластичных материалов. [c.374]

С ростом указанных критериев растут контактные давления, площадь контакта уменьшается, температурные напряжения оказывают существенное влияние на поверхностную прочность материала. Механизм и кинетика изнашивание трущихся сопряжений существенно зависят от характеристик дискретности контактирования волнистых и шероховатых поверхностей тел. Геометрическая форма поверхностей, механические свойства материалов (упругость, твердость, предрасположение материалов к упрочнению) определяют степень влияния нагрузки на фактическую площадь касания. При полной пластичности расчет фактической площади контакта сводится к соотношению [c.158]

Пластическая деформация выступов микронеровностей и их взаимное внедрение начинаются при среднем давлении на контакте, равном примерно утроенному пределу текучести материала. Предельное среднее давление на площадях фактического контакта с учетом упрочнения материала в процессах пластической деформации достигает двух-, трехкратного значения его твердости при вдавливании. При этом давлении материал под контурной площадкой, деформировавшийся до того упруго, начинает деформироваться пластически, в результате либо увеличиваются размеры площадки за счет частичного погружения находящихся в контакте выступов и поднятия других с вступлением их в контакт, либо возникают новые контурные площади контакта. Полное погружение выступов в пластически деформированную основу не наблюдается. После деформации, даже сильной, шероховатость поверхностей лишь несколько видоизменяется. Малые неровности пластически деформируются по своей высоте в той же пропорции, в какой пластически деформируется материал, лежащий иод выступами (рис. П10). Аналогичное явление наблюдалось и у меди, подвергнутой сильному наклепу. [c.70]

Площадь фактического контакта возрастает с увеличением нагрузки, снижении шероховатости поверхности и росте радиуса закругления вершин ее неровностей она несколько увеличивается при большей длительности действия нагрузки. Эта площадь убывает с увеличением упругих характеристик, предела текучести материала [c.70]

Процесс деформирования при статическом сжатии в зависимости от метода обработки поверхностей и твердости материала протекает следующим образом. Вначале распределение давления носит дискретный характер, затем соприкасание поверхностей происходит по шероховатостям (после механической обработки), соответствующим упруго деформированным и смятым гребешкам неровностей. Остаточная деформация фиксируется уже при малых нагрузках. Закаленные до высокой твердости стали при шероховатости поверхностей не ниже Ra = 0,16 мкм, как показал С. В. Пинегин, начиная с некоторой нагрузки, имеют почти правильную площадку сплошного контакта, несколько превышающую теоретическую главным образом вследствие пластической деформации в начальной стадии нагружения. На поверхности, которую полировали после шлифования Ra = 0,16. .. 0,08 мкм), отмечается некоторое растекание полированного слоя от центральной части площадки контакта к периферии. Если полирование произведено после грубого шлифования Ra = = 1,25. .. 0,63 мкм), то не исключается полное разрушение полированного слоя в местах действия наибольших давлений с обнажением основного металла. Волнистость поверхностей искажает правильную форму контакта. [c.241]

Пособие состоит из четырех глав. В первой главе рассматриваются некоторые контактные задачи для упругого основания. Сравнительно подробно изложены, не требующие применения сложного математического аппарата, методы решения контактных задач для кругового и эллиптического штампов. Во второй главе строятся приближенные решения контактных задач для системы большого числа удаленных друг от друга штампов. Задачи множественного контакта возникают, в частности, при исследовании контактного взаимодействия реальных поверхностей. Техническая теория упругого ненасыщенного контакта шероховатых тел изложена в третьей главе. В четвертой главе с точки зрения теоретической механики изучается равновесие абсолютно твердого тела на шероховатой плоскости с сухим трением. [c.4]

Следуя В. А. Журавлеву рассмотрим контакт двух шероховатых твердых тел. Рельеф контактирующих поверхностей, а также упругие свойства тел предполагаются одинаковыми. Выступы шероховатых поверхностей моделируются шаровыми сегментами радиусом г, расположенными в пределах контурной площади контакта Ас с постоянной плотностью. Выступы имеют различную высоту, причем число выступов (точнее говоря, число вершин выступов) увеличивается по мере углубления в шероховатую поверхность. [c.182]

Схема контакта шероховатого упругого индентора с упругой полуплоскостью, имеющей на поверхности тонкий вязкоупругий слой-толщины h, изображена на рис. 5.7. Форма индентора описывается периодической (с периодом I) функцией f x), т. е. f x) = f x + l) для всех х. Индентор скользит по основанию [c.264]

Ниже мы рассмотрим систему сферических инденторов, скользящих без трения по поверхности упругого полупространства. Предполагая, что плотность пятен контакта невелика, пренебрежём их взаимным влиянием. Рассматриваемая модель может быть применена к анализу усталостного разрушения упругого полупространства штампом с шероховатой поверхностью, [c.329]

Компьютерная модель для расчета характеристик контакта шероховатых поверхностей работает по следующему алгоритму. По характеристикам микрогеометрии поверхностей определяются параметры распределения вершин выступов. При заданной нафузке находятся деформации каждого выступа и законы их деформирования. Нафузки, воспринимаемые отдельными выступами, суммируются, и определяется нафузка на упруго-, упругопластически и пластически деформируемые выступы. [c.49]

В. Н. Кащеев ш М. М. Тененбаум считают, что процесс изнашивания при трении в абразивной массе определяется многими взаимо-влняющими факторами [187, 191—194]. Для процесса характерна малая площадь контакта абразивной частицы с рабочей поверхностью, что вызывает значительные напряжения, величины которых зависят от формы и механических свойств частицы, а также от прижимающей силы. При этом возможны два случая если возникающие напряжения превышают предел упругости, но ниже предела текучести, то происходит усталостное разрушение если уровень напряжений выше предела текучести, то изнашивание сопровождается пластической деформацией микрообъемов и происходит последефор-мационное разрушение [187, 193]. Иногда отмечается нроцесс шаржирования [191, 192, 194], при котором за счет уменьшения шероховатости поверхности износ резко снижается. Его величина может даже принимать отрицательное значение, т. е. размеры и масса образца будут увеличиваться. Причинами шаржирования, по-видимо-му, являются неизбеншое ударное действие острых абразивных частиц, их дробление и некоторые процессы адгезионного характера. Эффект шаржирования зависит от скорости перемещения абразивной массы и соотношения твердостей абразива и образца. Вероятно, он может наблюдаться только у мягких, пластичных покрытий. [c.112]

Если прикладываемая нагрузка при повторных ударах не превышает первоначальную, то выступы деформируются упруго, и сближение значительно меньше, чем при первом ударе (при первом ударе сближение определяется в основном исходной шероховатостью поверхности, пределом текучести или твердостью, а при повторных сближение зависит от модуля упругости и геометрии поверхности после первоначальной деформации). Пр-и небольшой внешней нагрузке местные давления на площадках фактического контакта при ударе могут достигать высоких значений и приводить область контакта в состояние пластического течения даже у металлов со значительной твердостью. Высокоскоростная пластическая деформация, которой при ударе подвергаются микровыступы, вызывает их мгновенный разогрев до высоких температур. Небольшие геометрические размеры единичной микронеровности (для шлифованой поверхности /г=10 мкм, г=50 мкм) затрудняют, а иногда делают невозможным непосредственное измерение температуры на ней. В таких случаях применяют моделирование, которое позволяет качественно или количественно исследовать интересущий нас процесс на модели. Исследователи, занимающиеся изучением механических процессов на поверхности контакта, для моделирования микровыступа использовали различные модели в виде тел правильной геометрической формы конусоидальные, стержневые, клиновые, эллипсоидальные, цилиндрические, сферические и др. [c.129]

При упругом ненасыщенном контакте в вычислениях используют сферическую модель шероховатой поверхности, которую считают абсолютно жесткой, а поверхность менее жесткого тела — абсолютно ровной. Предполагается, что в зонах касания деформирование происходит в соответствии с теорией Герца взаимным влиянием отдельных контактирующих зон на процесс деформации пренебрегают в связи с тем, что расстояние между зонами значительно больше их диаметров. Результаты, полученные на основании такой модели, удовлетворительно совпадают с экспериментом. Деформационная составляющая силы трения при упругих деформациях в зонах фактического касания обусловлена гистере-зисными потерями, возникающими при скольжении микронеровностей по поверхности упруго деформируемого тела. [c.192]

При пластической деформации выступов фактическая площадь контакта почти не зависит от микрогеометрии поверхности, определяется пластическими свойствами материала и нагрузкой. Упрочнение материала влияет на формирование фактической площади контакта, которая при этом зависит от нагрузки в степени. В случае упругой деформации шероховатостей на фактическую площадь контакта существенно влияют геометрические характеристики шероховатости и упругие свойства материала. Площадь в этом случае пропорциональна нагрузке в степени 0,7-0,9. В узлах трения механизмов и машин, приборов, оборудования часто встречающимися видами износа являются адгезионный, абразивный, коррозионно-механический, усталостный. При воздействии потока жидкости, газа возникает эрозионное изнашивание. Наиболее интенсивно изнашивание протекает в процессе заедания. Поверхности трения при малых колебательных пере-меще1шях подвержены фреттинг-коррозии. В условиях кавитационных явлений возникает кавитационное изнашивание. Механизм физико-химических связей при адгезионном взаимодействии и интенсивность поверхностного разрушения непосредственно зависят от величины площади фактического контакта [4, 8—12]. Значительный рост интенсивности изнашивания наблюдается при достижении контактными нормальными напряжениями величины предела текучести материала. Энергия адгезии увеличивается при физически чистом контакте материалов и совпадающих по структуре материалов. Гладкость поверхностей способствует увеличению адге- [c.158]

Методы теории случайных функций для описания шероховатых поверхностей с целью выработки обоснованных методик определения характеристик их микрогеометрии применялись в paбoтax ) и др. Подход к изучению контакта упругих шероховатых тел на основе вероятностного описания контакта микронеровностей разработали Гринвуд и Tpипп ). Обстоятельный конструктивный обзор работ данного направления выполнили А. и. Свириденок и др. ). [c.163]

По причине волнистости и шероховатости поверхностей механический контакт твердых тел дискретен и локализован на отдельных площадках. Макрогеометрией соприкасающихся тел определяется noMUtiOAb-ная площадь касания Аа. В случае кoнтaктиpyюш x тел с криволинейным очертанием поверхностей несогласованной формы для расчета номинальной площади контакта привлекаются решения контактных задач теории упругости. [c.164]

Известно ), что при расчете контурной площади контакта шероховатых упругих тел, ограниченных поверхностями несогласованной формы, в ряде случаев решение контактной задачи теории упругости необходимо уточнять с учетом микрогеомегрии сопрягаемых поверхностей. [c.189]

Н. Карасевым и Ю. П. Артюхиным [16]. В ряде публикаций эффект поперечного обжатия интерпретируется как сминание некоторого поверхностного слоя (пусть даже фиктивного). Это сминаине может быть следствием шероховатости поверхности, реального обжатия материала пластины под штампам, если пластину рассматривать с позиции теории упругости,и т. д. Введение упругого слоя при рассмотрении контактных задач теории упругости предложено еще И. Я. Штаер-маном [20]. Такая модель обсуждалась И. А. Биргером при рассмотрении контакта стержней [6], пластин и оболочек [7], М, В, Блохом [8, 9, 10, 11 — для пластин и при осесимметричном контакте оболочек, Г. Я. Поповым [18] — при анализе интегральных уравнений контактных задач для тонкостенных тел. [c.184]

В случае линейного контакта цилиндрических упругих тел с шероховатыми поверхностями, используя условие равенства ну-Ик) давления на краях площадки контакта и то, что С(0) = О, ин-Фбгральное уравнение (1.59) для определения номинальных давлений может быть приведено к виду [c.67]

Представляет значительный интерес оценка фактических давлений и их максимальных значений в контакте упругих тел с шероховатыми поверхностями. Значения фактических давлений определяют степень концентрации напряжений в подповерхностных слоях взаимодействующих тел и характер их изнашивания (см. главу 6). Если параметры микрогеометрии взаимодействующих поверхностей не меняются по поверхности тел (однородная шероховатость), максимальные значения фактических давлений имеют место там, где номинальные давления достигают максимальных значений. Тогда уровень максимальных фактических значений можно оценить из решения периодической контактной задачи, в которой в качестве известного среднего давления на период взято максимальное номинальное давление в контакте тел известной макроформы. [c.76]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...