КОНТАКТНЫЕ ЗАДАЧИ В ТРИБОЛОГИИ

Книга содержит обзор основных достижений по методам решения и результатам решения задач механики контактных взаимодействий деформируемых тел, полученных российскими исследователями за последние 25 лет. По мере необходимости в книге также нашли отражение исследования зарубежных авторов. Книга состоит из семи глав. Первая глава посвящена изложению методов решения контактных задач. Во второй главе рассмотрены статические контактные задачи в неклассической постановке. Третья и четвертая главы соответственно посвящены рассмотрению стационарных и нестационарных динамических контактных задач. В пятой, шестой и седьмой главах соответственно нашли отражение контактные задачи в трибологии, контактные задачи для сложных сред и вопросы разрушения при контактном взаимодействии. [c.1]

ГЛАВА 5. КОНТАКТНЫЕ ЗАДАЧИ В ТРИБОЛОГИИ [c.422]

В трибологии, например, уже давно используется задача теории упругости о локальном сжатии тел (задача Герца). Она позволила создать метод расчёта фактических площадей контакта шероховатых тел и контактной жёсткости сопряжений, исследовать некоторые вопросы теории скольжения и качения, разработать инженерные методики оценки предельных нагрузок в опорах качения, износа кулачковых механизмов и зубчатых передач и т. д. [c.6]

В последнее время наблюдается всё более тесное сближение механики контактного взаимодействия и трибологии, поскольку предметом исследования как одной, так и другой науки является фрикционный контакт. Постановки контактных задач включают в себя такие специфические свойства фрикционного контакта как поверхностная микроструктура, трение и адгезия, тепловыделение при трении и т.д. [102]. Решение этих задач позволяет определить напряжения в области контакта, а также в тонких приповерхностных слоях, что очень важно с точки зрения прогнозирования характера их разрушения при трении (изнашивания). [c.8]

Рассмотренные в книге решения контактных задач с учётом особенностей фрикционного взаимодействия поверхностей могут быть использованы для изучения как фундаментальных, так и прикладных вопросов науки о трении и изнашивании твёрдых тел - трибологии. [c.450]

Наконец, рассмотренные задачи дают возможность оценить границы применимости упрощённых подходов, которые уже используются в трибологии для анализа напряжённого состояния поверхностей и расчёта контактных характеристик. Например, ответить на вопросы При каких параметрах шероховатости и условиях нагружения можно без большой погрешности рассчитывать фактические давления и фактическую площадь контакта методами, базирующимися на теории Герца и не учитывающими взаимное влияние пятен контакта В каких случаях можно пренебречь свойствами тонких поверхностных плёнок, промежуточной среды, а также поверхностной энергией при анализе напряжённого состояния взаимодействующих тел При каких механических характеристиках покрытия и его толщине можно пренебречь упругостью подложки, считая её жёсткой [c.452]

При решении прикладных задач трибологии - по созданию деталей и узлов трения для современных машин - не обойтись без материаловедения и технологии обработки материалов. При этом необходимо обеспечить максимальные износостойкость и срок службы деталей узлов трения и добиться высокой производительности процесса обработки конструкционного материала при максимальной стойкости (или износостойкости) металлообрабатывающего инструмента. В связи с многообразием условий эксплуатации различных трибосистем и условий резания сталей и сплавов (контактное давление, скорость скольжения, температура, окружающая среда, свойства конструкционных материалов) для решения вышеназванных задач разрабатывают различные методы модификации конструкционных и инструментальных материалов. [c.5]

Механика дискретного контакта начала формироваться в ходе экспериментальных и теоретических исследований контактного взаимодействия реальных тел, поверхности которых обладают микрорельефом с размером неровностей вплоть до нескольких нанометров. Устойчивый интерес к постановкам и решению новых задач дискретного контакта продиктован, в первую очередь, запросами трибологии. По известным оценкам более 80% случаев выхода из строя машин и механизмов обусловлено процессами, происходящими в зоне контакта деталей. [c.3]

Существует еще один важный класс задач взаимодействия, затрагивающий проблемы трения со смазкой, деформирования материалов поверхностных слоев контактирующих тел с учетом их микрорельефа и т. п. Такие задачи принято относить к трибологии, хотя в последнее время наметилась устойчивая тенденция слияния макро- и микроисследований НДС контактирующих тел. Так, в расчетах деформаций микровыступов используются фундаментальные решения, полученные для массивных тел или даже полупространств, и наоборот, в функционалы энергии краевых задач для макрообъектов вводятся короткодействующие капиллярные [20] и адгезионные [80] силы, связанные с поверхностными эффектами на контактных площадках. [c.8]

Весьма перспективным для изучения трибологаческих процессов является разработка и изучение математических моделей процесса трения, износа и смазки твердых тел (деталей, механизмов и машин) с помощью электронно-вычислительных машин. Для формулировки математических моделей могут быть использованы уравнения, характеризующие процесс течения смазки, контактную и общую деформацию трущихся тел и всего узла трения, тепловые процессы - образование и распространение теплоты, а также явления, связанные с физическими, химическими и механическими фактороми, определяющие в главном процесс поверхностного разрушения деталей при трении. Известно, что широко распространенные методы классической математики часто используют принцип суперпозиции и пригодны в основном для решения линейных задач. Характерная особенность теоретических задач в области трибологии деталей машин заключается в их существенной нелинейности. В качестве примера можно сослаться на систему уравнений, указанных в данной главе. Совместное решение системы нелинейных уравнений представляет значительную математическую трудность, а если учесть также возможность возникновения качественных (и количественных) скачков исследуемых характеристик, например при возникновении процесса заедания при малых и средних скоростях, характеризующихся резким увеличением коэффициента трения скольжения и скорости изнашивания тел, то становятся ясными сложность и необходимость детального исследования адекватных математических моделей с помощью численных методов. В результате получается приближенное решение сложной научно-технической задачи с необходимой точностью. [c.169]

Чебаков М. И. Метод решения одного класса бесконечных систем в контактных задачах теории упругости // Современные проблемы теории контактных взаимодействий Тез. докл. выездного заседания Межвед. науч. совета по трибологии. Ереван 1988. С. 143-145. [c.283]

В большинстве своем принятые в теории Герца допущения касаются именно тех свойств, которые составляют предмет изучения в трибологии. Поэтому возникла необходимость постановки контактных задач для шероховатых поверхностей при линейном и нелинейном законах деформирования поверхностного слоя, с учетом трения и адгезии, а также для вязкоупругих и неоднородных тел, тел с покрытиями [6]. В теории контактного взаимодействия появился новый класс так называемых износоконтактных задач, при постановке которых учитывается изменение формы и/или размеров контактирующих тел в процессе их изнашивания. [c.177]

Многосторонняя проблема трения и изнашивания становится предметом интенсивного изучения не только техники, но и различных разделов физики, химии и механики. Достижения в области отдельных естественных наук вызывают стремление перенести их на пограничные области, к которым относятся процессы контактных взаимодействий. Однако прямые попытки переноса решения классических задач на задачи трибологии в ряде случаев сомнительны. Решение проблемы износостойкости связано с изучением II поиском закономерностей процессов в зоне контактного взаимодействия твердых тел, необходимых для разработки новых методов снижения трения и изнашивания. Одним из направлений получения дополнительных резервов повышения износостойкости пар трения является возможность управления взаимодействием дефектов кристаллической решетки металла. В этой связи исследования структурных изменений при трении представляют глубокий теоретический интерес и имеют важнейшее практическое значение. За последние годы проведено относительно большое количество исследований структуры металла при трении, которые в литературе в основном представлены в виде отдельных разрозненных публикаций. Обобщающий материал по исследованию процессов трения и изнашивания в металловедческом аспекте содержится лишь в немногих монографиях советских авторов (В. Д. Кузнецов, Б. Д. Грозин, Б. И. Костецкий, И. М. Любарский) и зарубежных (Ф. П. Боуден, Д. Тейбор, Т. Ф. Куинн). [c.3]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...