Модели изнашивания

ФИЗИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ИЗНАШИВАНИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ [c.91]

Обычно модели изнашивания, модели накопления усталостных повреждений и другие рассматривают раздельно, хотя они имеют много общего и для их описания используют одни и те же или очень близкие математические соотношения. Много общего есть также в технике применения полуэмпирических моделей для расчета и прогнозирования ресурса. Одна из первых попыток общего подхода к описанию процессов накопления повреждений была сделана автором (в 1959 г.). Библиографические ссылки приведены в книге [17 ]. [c.61]

В этой главе мы рассмотрим подходы к моделированию разрушения поверхности при трении, отметим специфические черты этого процесса и в качестве примера приведём две конкретные модели изнашивания поверхности. [c.310]

Часто анализ процессов, протекающих на микроуровне, позволяет разработать феноменологическую модель изнашивания пары трения на макроуровне, в которой задается скорость износа dw f/dt как функция макрохарактеристик сопряжения (давления р, скорости V относительного перемещения поверхностей и т.д.). Вид этой функции и её зависимость от процесса, протекающего на микроуровне, определяется на базе моделирования элементарных актов разрушения поверхности. [c.320]

При построении модели изнашивания на микроуровне, схема которой представлена в нижней части рис. 6.2, от состояния контакта на макроуровне необходимо перейти на более низкий масштабный уровень, на котором необходимо определить физический механизм элементарного акта разрушения и выбрать критерий разрушения, соответствующий этому механизму рассчитать напряжённо-деформированное состояние, температуру поверхностного слоя и другие функции, входящие в критерий разрушения построить модель отделения частицы определить новые характеристики поверхностного слоя после отделения частицы (распределение контактных и внутренних напряжений, температуры и т.д.) и следующий момент разрушения. [c.321]

Ниже предлагается математическая модель изнашивания дискретного контакта, которая базируется на результатах, полученных в главе 1, где был предложен метод определения контакт- [c.423]

Другая модель изнашивания дискретного контакта, включающая также механизм разрушения элементарных контактов за счёт накопления усталости в подповерхностных слоях взаимо-действуюш их тел, сформулирована и исследована в [И]. [c.440]

К первым из них относятся задачи механики дискретного контакта (глава 1) и моделирования взаимодействия поверхностей с учётом адгезии (глава 2) задачи о скольжении единичного (глава 3) и периодического (глава 5) инденторов по границе упругого или вязкоупругого основания, а также упругого основания с покрытием модели усталостного разрушения поверхностей, имеющего вид отслаивания или отделения частиц износа (глава 6) модель изнашивания дискретного контакта (глава 8). [c.450]

Следует отметить, что нельзя провести чёткую границу по характеру использования построенных моделей. Например, модель изнашивания системы штампов использована для изучения фундаментального вопроса разрушения шероховатых поверхностей, а также прикладного вопроса, связанного с формоизменением поверхности абразивного инструмента (глава 8). [c.451]

Изнашивание ограниченной системы штампов. Дискретный характер контактного взаимодействия играет большую роль при изнашивании поверхностей. Математическая модель изнашивания дискретного контакта рассмотрена в работах [9, 15, 47, 48 . [c.427]

Описанная здесь модель изнашивания дискретного контакта использована в [20] для исследования формоизменения рабочей поверхности абразивного инструмента и выбора оптимальной плотности расположения абразивных включений по рабочей поверхности с целью сохранения ее плоскостности в процессе обработки поверхности. [c.429]

Другие модели изнашивания дискретного контакта, включающие также механизм разрушения элементарных контактов за счет накопления усталости в подповерхностных слоях взаимодействующих тел, сформулированы и исследованы в [2, 41, 47]. [c.429]

В заключении вводного пункта сформулируем некоторые приложения задач, решаемых методами механики контактного разрушения определение вязкости разрушения поверхностных слоев материала оценка уровня остаточных поверхностных напряжений определение параметров функций распределения поверхностных дефектов описание развития поверхностных и подповерхностных трещин, в том числе с изменением их траекторий описание взаимодействия системы трещин определение критериев выкрашивания фрагментов поверхностного слоя и оценка объема таких фрагментов построение на этой основе моделей изнашивания (многообразие реализуемых при этом условий нагружения многократно усложняет задачу). [c.627]

Построение моделей изнашивания на основе механики контактного разрушения подробнейшим образом проанализировано в нашей работе [11]. Приведены примеры построения критериев для ранжирования по износостойкости различных материалов при различных видах изнашивания. Показана целесообразность введения в такие критерии параметров трещиностойкости материала. В случае эрозионного воздействия частиц на поверхность образуются боковые трещины и дискообразный фрагмент выкрашивания. Объем такого фрагмента [c.636]

Механику разрушения начинают использовать для анализа практически всех видов изнашивания, так как типичной ее задачей является описание образования и отделения фрагментов выкрашивания (частиц износа). Повышенная сложность задач механики контактного разрушения сдерживает развитие указанного направления, но применение численных методов позволит разрешить большинство возникающих проблем. Некоторые модели изнашивания, основанные на подходах механики разрушения, описаны в наших работах [9,11] повреждение при скольжении поверхностей, появление ямок питтинга и изнашивания отслаиванием, зарождение и развитие трещин фреттинг-усталости. [c.636]

Анализ результатов исследований и расчеты по прогнозированию износа деталей двигателей ВАЗ-2101 с использованием экспоненциальной модели изнашивания [18] показали хорошее совпадение расчетных и экспериментальных данных [9]. Поэтому при прогнозировании долговечности узлов трения автомобильных двигателей предлагается использовать указанную экспоненциальную модель, представив ее в следующем виде [c.59]

На процесс изнашивания весьма существенное влияние оказывают свойства фрикционного контакта. Для усталостной модели изнашивания на интенсивность линейного износа влияют сближение 5, фактическая площадь контакта, средний диаметр пятен контакта с1, площадь трения А. и число циклов взаимодействия и [18,24,28,29] [c.58]

Своеобразие превращений энергии при трении и изнашивании заключается в многообразии этих превращений. Пластическая деформация в рассмотренной выше модели изнашивания жесткопластического тела протекает в условиях неоднородности не только напряженного состояния, но и температуры, и химического потенциала, т.е. характеризуется механической, термической и физико-химической обстановкой. [c.152]

На рис. 13.34 приведены кривые износа, рассчитанные для этих трех моделей изнашивания. [c.521]

Для механических узлов с учетом износа деталей модель параметрического отказа использует нормальный закон распределения [4]. Время безотказной работы v-ro узла станочного модуля (для линейного закона изнашивания) [c.66]

Физическая модель изнашивания такая при скольжении микронеровности перед ней возникает лобовой валик деформируемого материала, который находится под воздействием сжимающих напряжений (рис. 8.1, а). За микронеровностью всле,лс7виг сил трения материал растягивается. Следовательно, материал испытывает знакопеременное деформирование, многократное повторение которого приводит к накоплению в нем повреждений микроструктуры и отделению частиц материала. Эксперименты показывают, что материал разрушается не сразу, а лишь после некоторого числа циклов работы (Пц). [c.244]

Л. С. Цеснек [70] предложил следующую модель изнашивания микроскопические контакты существуют в связанных состояниях спепления и проскальзывания первые из них, подобно свободным частицам, получают малые нерегулярные по величине и направлению смещения под действием флюктуирующих сил некоторые аномальные тангенциальные смещения приводят к отделению соединившихся неровностей работа отделения частицы износа пропорциональна площади образующейся при этом поверхности. [c.8]

Поскольку построение моделей изнашивания является непростой задачей, в трибологии обычно используются наиболее простые модели, учитывающие только основные факторы, влияющ 1е на процесс разрушения поверхности. [c.322]

Как отмечено выше, для металлических пар трения предлагалось несколько механизмов переноса. Модель изнашивания, понимаемого как срез мостика сварки на реальном пятне фрикционного контакта, была использована в работах Боудена и Тейбора для объяснения причин переноса материала с одной поверхности на другую. [c.36]

Такой перенос наблюдается, по мнению этих авторов, в том случае, когда прочность адгезионной связи на поверхности контакта твердых тел оказывалась выше когезионной прочности одного из контактирующих материалов. Модель Боудена и Тейбора подверглась серьезной критике по ряду причин. Во-первых, использование ее расчетов приводило к явному завышению данных по фрикционным характеристикам, наблюдаемым в экспериментах. Во-вторых, в результате физико-химических исследований установлено, что поверхность реального металла покрыта прочными адсорбированными и хемосорбированными пленками, разрушение которых маловероятно на пятнах касания, несущих нагрузку, вплоть до ее значений, приводящих к схватыванию поверхностей. Поэтому данная модель изнашивания в ее первоначальной трактовке могла быть использована в основном в таких случаях, как трение в инертной атмосфере или в вакууме, а также при трении таких резко отличающихся по свойствам материалов, как металлы и полимеры. [c.36]

По мере изнашивания упругие перемещения контактирующих поверхностей обычно остаются ограниченными, тогда как износ монотонно растет. Это обстоятельство позволяет при достаточно развитом износе пренебречь в условии контакта (6) упругими перемещениями и тем самым перейти к модели изнашивания жестких тел А. С. Проникова [56,58,59]. Использование такого приближения позволяет рассчитать форму изношенных поверхностей [89] и получить ряд аналитических зависимостей, характеризующих процесс изнашивания. Например, в [86] получена следующая зависимость суммарного износа I радиального подшипника скольжения от половины угла контакта а [c.446]

По результатам исследования износостойкости материалов в технической литературе имеется много публикаций. В большинстве из них содержатся сведения о конкретных материалах, изучаемых в конкретных условиях эксплуатации. Поэтому публикуемые данные, справедливые только для ограниченных обстоятельств, оказываются часто противоречивы. Одпи и те же сплавы, проявляющие высокую износостойкость в одних условиях, оказывают слабую сопротивляемость изнашиванию в других. Многочисленные публикации производственно-технического порядка по износостойкости отдельных конкретных изделий ещё требуют дальнейшего анализа и обобщений. Комплексное использование производственных и лабораторных методов изучения изнашивания, а также исследование изменений тонкой структуры металла в рабочем слое и аналитический расчет величины энергии, затрачиваемой на осуществление каждого из элементарных процессов в металле, составляющих акт изнашивания, помогут выявить те свойства сплава, которые в наибольшей мере контролирует его способность к сопротивлению разрушительной работы абразивов. Разработка модели изнашивания и количественная оценка каждого из явлений, предшествующих и сопровождающих разрушение поверхностного слоя металла, обусловливает более глубокое раскрытие природы сопротивления сплавов изнашиванию, позволит повысить эффективность упрочнения материалов для быстроизнашиваемых деталей и даст возможность полнее реализовать защитные силы металла и управлять его износостойкостью в заданных условиях эксплуатации. [c.4]

Гипотеза отслаивания в модели Су нознолила качественно описать некоторые экспериментально наблюдаемые явления при изнашивании, но гюставила ряд новых вопросов, ответы на которые в рамках этой модели, как оказалось, дать практически невозможно. [c.67]

Наблюдающийся на практике больиюй раэброс величины износа однотипных деталей узлов трения делает весьма затруднительной расчетную оценку износа детали с истюльзованием детерминированных моделей, описывающих процессы изнашивания. [c.83]

Физические модели процессов изнашивания материалов характеризуются качественным описанием физических и физико-химических процессов, развивающихся при фрикционном взаимодействии и при-водяпщх к изменению структуры и свойств контактирующих материалов и их изнашиванию. [c.83]

На основе общего анализа результатов исследования структурнофазовых превращений и связанных с ними изменений триботехнических свойств металлополимерной пары трения можно предложить следую-П1ую физическую модель процеса трения и изнашивания наполненных полимеров на примере ПТФЭ (рис. 4.13). [c.103]

Рис. 4.13. Физическая модель процесса трения и изнашивания композиционного материал ) на основе ПТФЭ

Совокупность физико-химических процессов в механизме процессов трения и изнашивания, обусловливающая изменение энтропии трибосис-темы и диссипацию энергии окружающей средой, может быть описана с помощью законов неравновесной термодинамики с учетом термодинамических сил и потоков, характерных для каждого из одновременно протекающих в системе процессов. На основе этих положений при использовании результатов исследования физико-химических процессов в паре трения металл-полимер одним из авторов данной работы разработаны механизм структурно-энергетической самоорганизации при трении и изнашивании и термодинамическая модель металлополимерной трибосистемы [6], которые будут рассмотрены ниже. [c.114]

Основанием для использования непрерывной модели могут служить рассмотренные выше физико-химические процессы при трении. Принимая во внимание, что долговечность трибосистемы определяется характеристиками трения и изнашивания при установивн1емся режиме трения (режиме работы узла трения), ниже обосновывается и рассматривается модель, дающая описание процесса в установившемся режиме трения, т.е. в стационарном термодинамическом состоянии. При установившемся режиме трения, как было показано выше, поверхность металлической детали покрыта полимерной пленкой фрикционного переноса, которая прочно удерживается силами адгезионного взаимодействия. Образование физических и химических связей между полимером и металлом способствует реализации термодинамических процессов переноса энергии и вещества между этими двумя фазами одной термодинамичес- [c.114]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...