Трение при скольжении вязкоупругих тел

В трибологии адгезионная и механическая составляющие силы трения считаются независимыми друг от друга. Однако ряд экспериментальных результатов (см. [217]) показывает, что соотношение между составляющими силы трения зависит от условий трения, механических свойств контактирующих тел и т. д. Изучение трения в контакте скольжения вязкоупругих тел даёт возможность проанализировать соотношение между механической и адгезионной составляющими силы трения (см. 3.5). [c.133]

ТРЕНИЕ ПРИ СКОЛЬЖЕНИИ ВЯЗКОУПРУГИХ ТЕЛ [c.153]

При исследовании задачи о скольжении цилиндра по границе вязкоупругого основания в 3.3 установлено, что сопротивление движению цилиндра существует даже при отсутствии тангенциальных напряжений в области контактного взаимодействия. Для упругих тел при сохранении предположения об отсутствии сил трения на площадке контакта, как известно, сопротивление их относительному скольжению равно нулю (см. 3.2). Причина этого явления заключается в обратимости упругих деформаций, в силу чего область контакта и контактные давления для упругих тел распределены симметрично относительно оси симметрии движущегося цилиндра. Не так обстоит дело при взаимодействии вязкоупругих тел. Как показано в 3.3, центр площадки контакта и точка, в которой контактные давления достигают своего максимального значения, сдвинуты по направлению к переднему краю области взаимодействия. Именно в силу такого характера распределения напряжений и возникает сопротивление при относительном скольжении вязкоупругих тел. [c.174]

Интересно отметить, что механическая составляющая (3.78) коэффициента трения скольжения совпадает с коэффициентом трения качения при свободном качении вязкоупругого цилиндра по вязкоупругому основанию. Это заключение следует из того, что выражение (3.79) подобно соотношению (3.73), делённому на Поэтому кривые на рис. 3.10 иллюстрируют также зависимость механической составляющей коэффициента трения от параметра Со- Эта зависимость не является монотонной и имеет максимум при ( о 1) т.е. когда время прохождения элементом половины длины площадки контакта приблизительно равно времени последействия. Механическая составляющая силы трения стремится к нулю при малых и больших значениях параметра Со- [c.177]

Первым, кто предложил определять механическую составляющую коэффициента трения скольжения в экспериментах с катящимися телами, был Д. Табор [231]. На рис. 3.14 представлены экспериментальные результаты, полученные в [180], где изучалось контактное взаимодействие стального шара с резиновыми образцами в условиях качения и скольжения. Для уменьшения адгезионной составляющей силы трения при скольжении в качестве смазки использовалось мыло. Как следует из результатов измерений, представленных на рис. 3.14, коэффициенты трения в контакте качения и скольжения мало отличаются друг от друга. При номинальном давлении, меньшем, чем 3-10 Па, экспериментальные значения коэффициента трения близки к теоретической кривой, рассчитанной по гистерезисной теории трения [232]. Согласно этой теории, построенной для исследования трения качения, коэффициент трения качения рассчитывается по формуле (3.78). При этом предполагается, что коэффициент а. зависит от вязкоупругих свойств материала и скорости качения. Значение коэффициента а. определяется из экспериментов на циклическое нагружение материала. [c.177]

С целью исследования влияния микрогеометрии индентора и несовершенной упругости поверхностного слоя на напряжён-но-деформированное состояние тел при трении скольжения ниже рассмотрена периодическая контактная задача об установившемся движении упругого индентора по вязкоупругому слою, сцепленному с упругим основанием (в плоской квазистатической постановке). [c.264]

Здесь, как и для изотермического течения, при t/j О вязкоупругость оказывает сглаживающее влияние на эволюцию вихря во времени. В случае Uq = О, когда поперечная скорость у, на один порядок по г превосходит скорость скольжения, в формуле (2,52) доминирует второе слагаемое, линейно зависящее от так что при / —> О производная да> J dt остается конечной. Качественная зависимость завихренности (2.52) от сил вязкого трения имеет вид [c.71]

Трение полимеров, как правило, увеличивается с увеличением скорости скольжения. Коэффициент трения полимерных материалов с высокой ударной вязкостью, большим удлинением при разрыве и гибкими полимерными цепями особенно сильно зависит от скорости скольжения. В меньшей степени коэффициент трения зависит от скорости скольжения и температуры у полимеров, жесткость которых повышена за счет увеличения густоты сетки, наполнения или армирования. Другими словами, трение полимеров определяется свойствами, зависящими от температуры и времени, т. е. связанными с вязкоупругими свойствами полимеров. Повышение температуры увеличивает температурно-временную зависимость коэффициента трения по сравнению с комнатной температурой. [c.384]

Если положить в приведённых выше соотношениях т] = О, то получим решения задачи о скольжении без трения ц = 0) цилиндра по границе вязкоупругого основания или контактной задачи с трением для одинаковых вязкоупругих материалов д = 0). [c.159]

Взаимодействие поверхностей, покрытых тонкими твёрдыми слоями или плёнками, исследуется путём анализа контактных задач для слоистых сред. При этом важно отметить, что в контактах качения и скольжения реологические свойства поверхностных слоёв оказывают существенное влияние на контактные характеристики взаимодействующих тел и силу трения, что учитывается при постановке контактных задач путём моделирования поверхностного слоя вязкоупругой средой. [c.245]

Учет трения по поверхности контакта тел позволил построить в рамках теории упругости описание реального контактного взаимодействия со скольжением и качением. Развитие в это же время теорий пластичности и линейной вязкоупругости дало возможность исследовать напряженно-деформированное состояние контактирующих неупругих тел [6]. [c.176]

И. Г. Горячевой, Ю. Ю. Маховской [39] рассмотрена плоская периодическая контактная задача о скольжении упругого шероховатого индентора по вязкоупругому слою, сцепленному с упругой полуплоскостью. Для описания механических свойств слоя использовалась модель Кельвина. Получено линейное интегро-дифференциальное уравнение, в результате численного решения которого найдены распределение контактных давлений, размеры и положение области контакта. Полученные результаты использовались для анализа влияния механических и геометрических свойств тонких покрытий, а также параметров шероховатости взаимодействующих тел на контактные характеристики и деформационную составляющую коэффициента трения. [c.465]

Ниже приведены решения двух контактных задач — периодической контактной задачи об установившемся скольжении упругого индентора по вязкоупругому слою, сцепленному с упругим основанием (в плоской квазистатической постановке), и задачи о качении упругого цилиндра по упругому основанию, имеюш ему тонкий вязкоупругий поверхностный слой, — которые в развитие теории трения, разработанной А. Ю. Ишлинским, позволяют изучить роль несовершенной упругости поверхностного слоя, параметров микрогеометрии индентора и относительного проскальзывания поверхностей при качении и скольжении упругого индентора по упругому основанию. [c.280]

Как одно из первых исследований советских авторов по данному вопросу можно упомянуть, например, работы А. Ю. Ишлинского [24, 25]. Им были рассмотрены в приближенной постановке плоские задачи о взаимодействии жесткого катка с вязкоупругим и релаксирующим основаниями. Задачи решались в предположении существования на линии контакта одного участка сцепления и одного участка скольжения. Деформируемое основание заменялось моделью, представляющей собой систему элементарных раздельных стерженьков, отклоняющихся в сторону и укорачивающихся пропорционально усилиям, действующим на стерженьки по касательной и соответственно по нормали к торцу. Задача заключалась в определении силы трения при качении. Выписаны асимптотические представления этой силы для малых и больших скоростей движения катка из этих формул видно, что с увеличением скорости качения сила трения асимптотически стремится к нулю. [c.403]

Аналитические методы решения контактной задачи о качении упругого цилиндра по вязкоупругому слою, сцепленному с упругим основанием, развиты в [37]. Для описания механических свойств использована модель ]У[аксвелла. Задача рассмотрена в предположении частичного проскальзывания на площадке контакта, что позволило исследовать сопротивление перекатыванию как суммарный результат проявления несовершенной упругости поверхностных слоев взаимодействующих тел и трения скольжения на площадке контакта. В качестве частного случая получено решение задачи о полном скольжении цилиндра по упругому основанию, покрытому тонким вязкоупругим слоем. [c.465]

Среди работ А.Ю. Ишлинского важное место занимают публикации, посвя-ш,енные изучению трения и особенностей его проявления при разных видах пере-меш,ения тел. Им построена теория трения качения жесткого катка по упругому и вязкоупругому основанию [1-3], позволившая изучить влияние относительного проскальзывания поверхностей в пределах плош,адки контакта (этот источник диссипации энергии при качении впервые был обнаружен О. Рейнольдсом [4]), и несовершенной упругости реальных материалов (см. [5]) на сопротивление перекатыванию тел. Эти исследования, проведенные на упрош,енных стерженьковых моделях упругого и вязкоупругого материала, позволили, в частности, объяснить немонотонную зависимость силы трения качения от скорости, установить зависимость сопротивления качению от коэффициента трения скольжения взаимодействующих тел, определить все контактные характеристики (распределение нормальных и тангенциальных напряжений, величину относительного проскальзывания, момент трения качения и т. д.). В дальнейшем развитие теории трения качения шло по пути усложнения моделей взаимодействующих тел, одновременного учета нескольких факторов, влияющих на сопротивление перекатыванию. Подробный обзор работ в этом направлении можно найти в монографиях [6-8]. [c.279]

Многие из предложенных моделей могут быть применены для анализа контактных характеристик на разных масштабных уровнях. Так, задача о скольжении индентора по поверхности вязкоупругого полупространства моделирует условия как макроконтакта, так и контакта единичного выступа, что и было использовано для расчёта механической составляющей силы трения. [c.451]

В набивочных уплотнениях (см. рис. 1.6, ж) уплотнителем является специальная вязкоупругая набивка, обычно состоящая из основы, антифрикционных материалов и жидкой пропитки. Созданы материалы без жидкой пропитки в виде комбинации основы с композицией наполнителей. Набивка должна прижиматься к уплотняемым поверхностям контактным давлением с помощью силового элемента. Набивочные УПС применяют для герметизации конструкций, работающих под воздействием агрессивных сред и при повьпыенном трении (например, в аппаратах химических производств). Эксплуатационные характеристики набивочных уплотнений (кривые 6 на рис. 1.4) отличаются не только высокими давлением, скоростью скольжения и темпе ттурой, но и значительными утечками (F = 1,0... 10 см Vm ). Эти уплотнения при эксплуатации необходимо постоянно обслуживать. [c.19]

Теория Герца применима только к идеально упругнм телам в отсутствие трения по поверхности контакта. Прогресс механики контактного взаимодействия во второй половине нынешнего столетия связан главным образом с отказом от этих ограничений. Адекватный учет трения по поверхности контакта тел позволил построить в рамках теории упругости описание реалистического контактного взаимодействия со скольжением и качением. Развитие в это же время теорий пластичности и линейной вязкоупругости дало возможность исследовать напряженно-деформированное состояние контактирующих неупругих тел. [c.8]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...