Трение при контактном взаимодействии

ТРЕНИЕ ПРИ КОНТАКТНОМ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ [c.131]

Используем подход к моделированию усталостного изнашивания, изложенный в 6.2.2. Первый этап моделирования состоит в расчёте поврежденности тел как функции времени. Поскольку процессы, ведущие к усталостному износу, имеют место в подповерхностных слоях, на их протекание существенное влияние оказывают напряжённое состояние поверхностного слоя и его фрикционный разогрев. В свою очередь эти характеристики в значительной степени зависят от трения при контактном взаимодействии поверхностей. [c.342]

Сложность процессов, происходящих при контактных взаимодействиях твердых тел в условиях внешнего трения н приводящих к разрушению поверхностей трения, обусловила многочисленные методики для оценки свойств материалов узлов трения. Это привело к созданию обширного класса испытательных машин и стендов. [c.190]

При этом необходимо отметить, что пластмассы не пригодны для изготовления зубчатых колес передач, передающих большие нагрузки. При контактном взаимодействии сопрягаемых поверхностей элементов зубчатых передач процесс трения сопровождается значительным выделением тепла. Нагрев свыше некоторого предела (температуры эксплуатации пластмасс не превышают 60— [c.173]

Развитие современной техники сопряжено с повышением рабочих температур механизмов и машин и технологических процессов обработки материалов. В ряде случаев традиционные машиностроительные материалы не могут обеспечить работоспособность при высоких температурах подвижных (трение скольжения) и неподвижных разъемных сопряжений деталей машин. Это потребовало разработки и применения новых жаропрочных и тугоплавких материалов и покрытий, свойства которых при высокотемпературном трении и контактировании изучены еще недостаточно. Для изучения трения и контактного взаимодействия при высоких температурах необходимо создание специальных испытательных установок и разработка соответствуюш,их методик исследования. [c.3]

Усталостное изнашивание. Усталостные повреждения при контактном взаимодействии твердых тел в результате повторного деформирования поверхностных слоев сводятся к изменению свойств этих слоев, разрыхлению материала и образованию микротрещин. Рентгеновский анализ структурных изменений поверхностей трения [c.62]

На сегодняшний день остается открытым вопрос о соотношении вкладов упругой и пластической деформации при контактном взаимодействии материалов. С позиций усталостного изнашивания речь идет о соотношении ма.чо-и многоцикловой усталости при трении. Предложено несколько критериев пластичности [93, 153], разделяющих области преимущественно упругого и пластичного деформирования [c.11]

При контактном взаимодействии в механизме трения существенную роль играют процессы диффузионного перераспределения легирующих элементов взаимодействующих металлов. В связи с этим указанная возможность изучения степени изменения концентрации компонентов сплава и характера диффузионных процессов анализом изменения периода кристаллической решетки по глубине деформированной зоны в процессе трения представляет особый интерес. Результаты широкого исследования, проведенного в этом направлении, представлены в гл. V. [c.75]

Параметрами, определяющими ход процесса в данной модели, являются механические и теплофизические характеристики контактирующих тел, условия нагружения, коэффициент трения и исходная макро- и микроформа контактирующих тел. Проведенные расчеты позволили исследовать влияние параметров модели на интенсивность разрушения, размеры отделяющихся частиц и изменение микрогеометрии. Кроме того, данная работа подтвердила принципиальную возможность построения модели многократного разрушения при контактном взаимодействии. [c.653]

Изнашивание, или разрушение поверхности при трении, происходит при контактном взаимодействии сопряженных деталей (или детали с внешней средой) и при их относительном движении. Являясь разновидностью разрушения твердых тел, изнашивание существенно отличается от объемного разрушения, что обусловлено следующими его особенностями. Деформационные процессы при трении протекают в тонких приповерхностных слоях материалов, характеризующихся высокой степенью нерегулярности строения вследствие рельефа поверхностей, несовершенства кристаллического строения, наличия большого количества дефектов, различных химических соединений материалов с окружающей атмосферой и адсорбционных слоев молекул окружающей атмосферы. [c.143]

Реальное трибосопряжение отличается от идеального, у которого элементы конструкции абсолютно жесткие. В действительности они всегда обладают определенной податливостью, что при нестабильности коэффициента трения приводит к векторным ошибкам. Нестабильность коэффициента трения в большей или меньшей мере наблюдается при контактном взаимодействии даже удовлетворительно совместимых пар трения. [c.524]

Абсолютное большинство современных технических систем, включая приборы, машины, технологическое оборудование, имеют в своем составе подвижные сопряжения деталей, образующие узлы трения различного типа. Контактное взаимодействие деталей при их относительном движении при работе машин сопровождается развитием сложных физико-химических процессов, приводящих к изменению структуры и свойств материалов деталей узла трения. Современная наука о внешнем трении - пограничная область знаний, имеющих фундаментальное и прикладное значение. Ее содержание является синтезом соответствующих разделов физики, химии, механики. В 80-х годах утвердилось новое название науки о трении, изнашивании и смазки машин - трибология. [c.7]

Основная идея описанного способа состоит в создании поля напряженного состояния материала, которое вызывает переориентацию плоскости последующего распространения трещины. Изменение положения плоскости трещины в пространстве (в листовом материале) позволяет реализовать контактное взаимодействие ее берегов, что приводит к интенсивному поглощению энергии циклического нагружения на трение, и темп подрастания трещины резко снижается. Происходит "самоторможение" трещины за счет нарастания контактного взаимодействия ее берегов. Расположение стяжных элементов под углом к плоскости усталостной трещины задерживает рост трещины первоначально, а в последующем способствует переориентации трещины вдоль созданных канавок. Совокупность проводимых операций позволяет задержать процесс роста трещины почти на 10 циклов при регулярном нагружении, когда отсутствуют дополнительные эффекты взаимодействия нагрузок. Нерегулярное нагружение способствует еще более интенсивному контактному взаимодействию берегов усталостной трещины (см. 8.1 и 8.2). Причем у легких сплавов период задержки трещины может быть увеличен, если стяжные элементы изготавливать стальными. [c.449]

Вокруг наклонной трещины вне пределов ее проекции на поверхность элемента выполняют сквозные отверстия, расположив их симметрично плоскости трещины сближают берега усталостной трещины, а зону трещины подвергают пластическому деформированию. Под головки крепежа в отверстиях устанавливают конусообразные элементы таким образом, чтобы они образовали конусообразный замок (рис. 8.36). Крепеж затягивают и снимают сжимающую нагрузку. Аналогичные операции можно выполнить с крепежом и конусообразными элементами перед вершиной трещины. Сближение берегов трещины повышает эффективность схватывания по поверхности наклонной трещины в результате деформирования зоны трещины по поверхности элемента. Применение конусообразного замка приводит к эффекту самоторможения усталостной трещины. Он состоит в том, что при растяжении элемента конструкции возникает продольная составляющая нагрузки, которая увеличивается при возрастании растягивающей нагрузки. Именно эта сила вызывает контактное взаимодействие берегов трещины и усиливает его по мере возрастания растягивающего напряжения. Одновременно с этим по поверхностям контакта конусообразных поверхностей возникает сильное трение, препятствующее достижению полного [c.457]

Эксперименты также показывают, что с увеличением нагрузки коэффициент трепня уменьшается (рис. 3). Таким образом, для получения минимальных коэффициентов трения необходимо определенное сочетание толщины покрытия, его механических свойств и нагрузки. Установлено, что при взаимодействии микронеровностей с покрытиями мягких металлов возможны контактные взаимодействия трех видов (рис. 4). [c.195]

Из сопоставления следует, что с ростом нагрузки по мере перехода от упругого контактного взаимодействия к пластическому коэффициент трения f переходит через минимум в зоне упругого контакта и возрастает при пластическом. Положение минимума зависит от соотношения между адгезионной и деформационной составляющими коэффициента трения. С увеличением отношения /д//д минимум сдвигается в сторону меньших нагрузок и контурных давлений. [c.122]

Исследования в области механики контактных взаимодействий, химических и диссипативных процессов в поверхностных и приповерхностных слоях трущихся материалов показывают, что материал в указанных зонах в процессе трения резко изменяет свое физическое состояние, меняя механизм контактного взаимодействия. Происходят существенные изменения в суб- и микроструктуре приповерхностных микрообъемов. Изучение кинетики структурных, фазовых и диффузионных превращений, прочностных и деформационных свойств активных микрообъемов поверхности, элементарных актов деформации и разрушения, поиск численных критериев оптимального структурного состояния, оценок качества поверхности должны быть фундаментальной основой в поисках материалов и сред износостойких сопряжений. В настоящее время исследованы закономерности распределения пластической деформации по глубине поверхностных слоев металлических материалов, кинетика формирования вторичной структуры, процессы упрочнения, разупрочнения, рекристаллизации, фазовые переходы, которые, в свою очередь, зависят от внешних механических воздействий, состава, свойств трущихся материалов и окружающей среды. Важное значение в физике поверхностной прочности имеет определение связи интенсивности поверхностного разрушения при трении и величины развивающейся пластической деформации. Сложность указанной проблемы заключается в двойственности природы носителей пластической деформации. Дислокации, дисклинации и другие дефекты структуры являются концентраторами напряжений, очагами микроразрушения. В то же время движение дефектов (релаксационная микропластичность) приводит к снижению уровня напряжений концентратора, следовательно, замедляет процесс разрушения. Условия деформации при трении поверхностных слоев будут определять преобладание одного из указанных механизмов, от которого будет зависеть интенсивность поверхностного разрушения. Межатомный масштаб связан с характерным сдвигом, производимым элементарными носителями пластической деформации (дислокациями). В легированных металлических системах величина межатомного расстоя- [c.195]

Влияние нагрузки на трение и изнашивание. Влияние нагрузки на трение зависит от вида контактного взаимодействия трущихся поверхностей — упругого или пластического. Как следует из работы [23], адгезионная составляющая коэс ициента трения обратно пропорциональна значению фактического контактного давления. При пластическом контакте фактическое давление равно твердости менее твердого из контактирующих материалов и не зависит от нагрузки [12, 23]. [c.190]

Явления физико-химической механики контактного взаимодействия эффективно использованы при разработке систем уравнений тепловой динамики трения и изнашивания для пар трения ФПМ — металл [15, 32, 37, 39, 40, 42, 43, 47, 54]. [c.240]

Исследования показали, что уменьшение контактного взаимодействия при электромеханическом упрочнении с нанесением пленки из антифрикционных материалов позволило уменьшить на 10...30 % коэффициент трения, что особенно важно для малых скоростей трения, характерных для этих деталей. [c.110]

При контактной коррозии одновременно протекают и взаимодействуют два процесса химический (коррозия) и механический (трение). [c.132]

Среди физико-химических процессов, определяющих процесс резания, основное значение имеет процесс пластической деформации при образовании стружки. От характера пластической деформации, деформационного упрочнения и разрушения металла при стружкообразовании зависят точность обработки деталей и качество поверхностного слоя. Параллельно со стружкообразованием при резании протекают процессы контактного взаимодействия инструмента со стружкой и обработанной поверхностью, сопровождаемые интенсивным тепловыделением, трением, адгезионным взаимодействием обрабатываемого материала и инструмента. Явления, сопровождающие контактное взаимодействие, существенно влияют на свойства обработанной поверхности, определяют стойкость инструмента и устойчивость процесса резания. Современная теория резания рассматривает процессы стружкообразования, контактных взаимодействий и формирования поверхности детали как единый процесс разрушения и деформирования металла. [c.565]

Материалы на основе фторопласта. Фторопласт занимает особое место среди других полимеров, его нельзя отнести ни к термопластам, ни к реактопластам, так как ему присущи свойства обеих групп. Он отличается самым низким и стабильным коэффициентом трения (0,04) при трении по стали и лучшими смазывающими свойствами среди полимеров. Однако твердост , чистого фторопласта невелика, что приводит к значительному деформированию поверхностных слоев при контактном взаимодействии и к интенсивному изнашиванию при трении. Поэтому для изготовления деталей узлов трения чистый фторопласт не применяют, а исгюльзуют ком[юзиционные материалы на основе фторопласта. В табл. 1.8 приведены физико-механические и триботехнические свойства ПСМ на основе фторопласта-4 [13]. [c.28]

Гулидов А. II., Шабалин И. И. Расчет контактных границ с учетом трения при динамическом взаимодействии деформируемых тел в пространственном случае Ц Численные методы решения задач теории упруго- TJ и пластичности Материалы X Всесоюз. конф.— Новосибирск ИТПМ СО АН СССР, 1988,- С. 70-75. [c.189]

Одним из " наиболее перспективных приложений ионной имплантации металлов и сплавов является легирование титана и его сплавов. Отличаясь высокими удельными прочностными характеристиками, титановые сплавы склонны к схватыванию при контактном взаимодействии и имеют низкую износостойкость. Методом ионной имплантации удается значительно повысить фрикционные характеристики титановых сплавов. В отдельных случаях износостойкость возрастает на три порядка [193]. Априори невозможно назвать основной механизм, ответственный за повышение фрикционных характеристик, так как он зависит от состава сплава, типа ионов, параметров имплантации и условий трения. Следует отметить, что, обладая большим сродством к С, N, В, О, титан легко образует соответствующие высокопрочные соединения. Их точная идентификация в поверхностных слоях затруднена изоморфизмом кристаллических структур и возможностью образования оксииитридов, карбонитридов, ок-сикарбидов и т. д. [c.98]

Механизм пластической деформации поверхностных слоев при контактном взаимодействии, обусловленный процессом зарождения, движения и перераспределения дефектов кристаллической решетки, приводит к тем или иным особенностям механизма трения и изнашивания. Поскольку пластинеская деформация., имеющая дислокационную природу, является основным следствием кон- [c.51]

В работе [98] исследовано влияние на процессы трения и износа 26 поверхностно-активных веществ (ПАВ) различных классов органических кислот, спиртов, солей, сложных эфиров. Показано, что условием существенного снижения трения и повышения износостойкости узлов трения является введение в смазочную среду ПАВ, способствующих достижению режима избирательного переноса. Известно, что добавление ПАВ в пресную и морскую воду также приводит к проявлению режима избирательного переноса. При этом следует особо подчеркнуть, что основным треботзанием к Свойствам смазочной среды, обусловливающим реализацию явления избирательного переноса, является присутствие ПАВ либо они должны содержаться в смазке в исходном (до трения) состоянии, либо должна быть предусмотрена возможность их образования в результате процессов в смазочной среде при контактном взаимодействии. - [c.96]

Таким образом, анализ результатов опубликованных работ указывает на необходимость изучения основных закономерностей кинетики структурных изменений формирующейся при трении пленки основного металла (дисперсности, плотности дислокаций, вакансий, искажений кристаллической решетки), обусловливающих в основном ее свойства и выявляющих механизм формоизме-, нения поверхностных слоев при контактном взаимодействии. [c.102]

Если наклон силы превышает угол трения, то проскальзывание имеет место как при первичном нагружении, так и при последующей разгрузке. Миндлин и Дересевич [267] исследовали изменения проскальзывания, касательных усилий и тангенциальной податливости при контактном взаимодействии двух [c.260]

По величине у, различают 10 классов износостойкости материалов, которые можно разделить на 3 основные группы в зависимости от вида контактного взаимодействия поверхностей трения О — V классы (Vv = 10 ...10 ) — высокая износостойкость вследствие упругого деформирования) VI—VII классы (ys=10. ..10 ) —средняя износостойкость при упругопластическом деформировании) VIII —IX классы (ys=IO . .10" — весьма низкая износостойкость при микрорезании). [c.246]

Избирательный перенос - вид контактного взаимодействия при трении, который возникает в результате протекания на поверхности комплекса механо-физико-химических процессов, приводящих к образованию систем автокомпенсации износа и снижения трения. Наиболее характерной является система образования защитной поверхностной пленки, в которой благодаря определенному структурному состоянию реализуется механизм деформации при трении, протекающий без накопления обусловливающих разрушение материала дефектов структуры [c.149]

Для каждого класса характерны определенные виды контактного взаимодействия поверхностей трения для классов 0-VI - упругое взаимодействие (упругое и упруго-пластическое) для классов VII, VIII -пластическое для класса IX - микрорезание. Отсюда следует, что при проектировании узла трения и выборе материала необходимо стремиться к обеспечению упругого взаимодействия поверхностей трения, при котором интенсивность изнашивания значительно меньше, чем при пластическом. [c.13]

Следуюп(им важным требованием к материалам деталей узлов трения являются высокие характеристики механических свойств предела прочности (о ), предела упругости (а ), предела текучести (а,.), относительного удлинения и сужения (е, Предел прочности определяет несущую способность узла, а предел упругости и предел текучести характеризуют предельное значение контактных напряжений для упругих деформаций при фрикционном взаимодействии. Относительное удлинение и относительное сужение - это, как известно, показатели пластичности, играюпдие большую роль в механизме фрикционного взаимодействия. [c.13]

Контактное взаимодействие металлов при граничном трении весьма существенно зависит от структурного состояния приповерхностных слоев контактнруемых поверхностей. Согласно современным представлениям о структурных изменениях кристаллической решетки контактное взаимодействие металлов связано с пластической деформацией приповерхностных объемов, обусловленной размножением, движением и взаимодействием дислокаций между собой и с другими дефектами структуры. [c.27]

Избирательный перенос есть вид контактного взаимодействия при трении, характеризуемый главным образом молекулярным взаимодействием, возникает в результате протекания на поверхности химических реакций и физико-химических процессов, приводящих к образованиюЗсистем автокомпенсации износа и снижения трения. Наиболее характерной системой является система образования защитной сервовитной пленки, в которой реализуется диффузионно-вакан-сионный механизм деформации, протекающий без накопления дефектов, свойственных усталостным процессам. [c.206]

Прежде чем рассмотреть направления дальнейших работ в области ИП, отметим, что в инженерной практике приходится встречаться с таким положением дел, когда ИП проявляется в узлах трения не в полной мере. Так, при разработке фрикционных материалов встречаются трудности в преодолении водородного износа (водородный износ — новый, недавно установленный вид контактного взаимодействия твердых тел). Этому виду износа подвергаются многие ответственные узлы трения машин. Исследования и практический опыт показали, что одним из путей устранения водородного износа тормозных материалов для автомобилей является введение во фрикционный материал закиси меди, которая в процессе трения восстанавливается до чистой меди и ликвидирует задиры и перенос стали на фрикционную пластмассу. В этом случае избирательного переноса как такового в паре трения нет, но здесь протекают процессы, свойственные избирательному переносу. Подобный пример используется при повышении антифрикционных характеристик древеснрслоистых пластиков. [c.208]

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]

Контактные взаимодействия между слоями сводятся к нормальным сжимающим и касательным напряжениям. Последние не могут превышать сил трения скольжения, при этом коэффициент трения считается постоянным. Напряженное состояние такой оболочки рассматришется в работах [1—3]. В [1, 2] рассмотрен слу- [c.302]

Приводится методика решения задачи об упругой работе рулонированной-цилиндрической оболочки при действии внутреннего давления. Контактные взаимодействия в оболочке описаны с учетом сил трения и деформативности макрошероховатостей соприкасающихся поверхностей. Для предложенной расчетной модзли сформулирована система разрешающих интегральных уравнений, которая решается методом коллокации. [c.391]

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]

Необходимо теоретическое описание поведения ансамблей дефектов различного рода при действии полей напряжений, температур, при изменении градиентов химического потенциала с учетом механизмов накопления повреждаемости, зарождения и распространения очагов разрушения в приповерхностных и поверхностных слоях материалов при трении. В связи с этим должны быть усовершенствованы методологические принципы исследований, основанные на комплексном анализе физических, химических и механических процессов контактного взаимодействия. На базе комплексного исследования, моделирования процессов и свойств поверхности должны быть получены критериальные связи, позволяющие конструкторам, технологам и эксплуатационщикам иметь характеристики обобщенных оценок качества поверхности в целях применения их при выборе пар трения. [c.196]

При упругом контактировании рабочих тел фрикционных передач, работающих со смазкой, закон Амонтона не отражает влияния скоростных и силовых показателей контакта на рабочие характеристики передачи. Для анализа контактного взаимодействия при наличии касательных сил воспользуемся выражением двучленного закона трения по Дерягину-Кра-гельскому [1, 2] [c.64]

При постоянных условиях трення имеют место три стадии изнашиваняя (рис. 75) 1 — период приработки, ири котором происходит интенсивное изнашивание, изменяется (яикрогеомет-рия поверхности и материал наклепывается эти процессы обеспечивают упругое контактное взаимодействие тел после приработки устанавливается равновесная шероховатость поверхности, характерная для заданных условий трения, которая в дальнейшем не изменяется и непрерывно воспроизводится 2 — период установившегося износа, в течение которого интенсивность износа минимальная для заданных условий трения 3 — период катастрофического износа. [c.106]

Контактное взаимодействие обрабатываемого металла с инструментом при обработке резанием возникает сразу после разрушения металла у вершины режущего лезвия в процессе обтекания металлом передней и задней поверхностей режущего клина. В процессе обтекания формируются контактные области и Су (см. рис. 31.1, а). В контактной области происходит вторичное деформирование металла путем смятия режущей кромкой интенсивное трение в условиях высокого давления (до 2000 МПа) локальный нагрев до 1000 °С, обусловленный выделением теплоты при трении. В контакт с инструментом вступают только что образо-вавишеся в результате разрушения поверхности обрабатываемого металла. [c.568]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...