Расчет площади касания

Развитые за последнее время методы расчета площадей касания, сил трения, интенсивности изнашивания показывают, что наиболее существенной характеристикой шероховатости поверхности является профиль поверхности. Обработка профилограммы позволяет получить перечисленные выше статистические параметры. [c.32]

Раздел Фактические площади касания и контактная жест-< кость стыков , где излагаются модели шероховатой поверхности, основные уравнения для расчета площадей касания и сближения и приложение этих уравнений к решению ряда практических задач [5]. [c.91]

Впервые задача о расчете площади касания шероховатых поверхностей была рассмотрена В. А. Журавлевым [8 ], который моделировал отдельные выступы в виде сфер, считая, что сферы деформируются упруго, а их распределение по высоте характеризуется прямой. В результате им была получена следующая формула для определения фактической площади касания [c.35]

РАСЧЕТ ПЛОЩАДИ КАСАНИЯ [c.36]

Так как для сферического выступа угол V при сплющивании меняется примерно от 90 до 80° и при внедрении от 90 до 100°, то, как это следует из фиг. 6, коэффициент с может меняться в пределах от 2,7 до 3,1. Вследствие трения на контакте значение с несколько повышается. При расчете площади касания можно с известным приближением принимать коэффициент с = 3, что теоретически обосновывается известными исследованиями А. Ю. Ишлинского [9] по шариковой пробе Бринеля. [c.42]

В книге рассматривается вопрос о существовании равновесной шероховатости на поверхностях трения. Предлагается формула расчета равновесной шеро-ховатости, основанная на молекулярно-механической теории трения и теории усталостного изнашивания. Предложен новый комплексный критерий оценки шероховатости. Показана аналитическая связь комплексного критерия шероховатости с площадью касания, коэффициентом трения, интенсивностью изнашивания и контактной жесткостью. [c.2]

Взаимодействие твердых тел при контактировании в значительной степени зависит от распределения материала по высоте, отсчитываемой от плоскости (в случае контактирования твердых тел, имеющих плоские поверхности), параллельной плоскости касания. Распределение материала в поверхностном шероховатом слое аналитически описывается [20] или нормальным законом со смещенным центром распределения для поверхностей, у которых на образование микрогеометрии поверхности оказывают влияние периодические факторы, или нормальным законом для поверхностей, имеющих нерегулярную шероховатость. Во многих расчетах взаимодействия контактирующих тел [20, 52, 83] начальную часть опорной кривой аппроксимируют степенной функцией (П.8). Уравнение (II.8) можно использовать [69] для вычисления фактической площади касания в зависимости от сближения между поверхностями. В этом случае уравнение напишем в следующем виде [c.44]

При пластическом контакте с упрочнением для расчета фактической площади касания можно использовать эмпирический закон Мейера с учетом закона подобия. Выражение для определения относительной площади касания в случае пластического контакта с упрочнением записывается в следующем виде [c.374]

Эксперименты показали, что для стальных, латунных и дюралюминиевых деталей с антикоррозийными покрытиями с параметром шероховатости Ra= 1,25 мкм при изменении нагрузки Р от 10 до 40 Н, номинального давления Ра от 0,0011-109 до 0,167-10в Па, номинальной площади касания от 24 до 900 мм и отношения нагрузки к весу верхней детали от 9,6 до 11 120 коэффициенты сухого трения скольжения меняются незначительно. Это показывает, что при расчетах узлов трения можно использовать значения коэффициентов трения, приведенных в табл. 8—12, [c.203]

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]

Б указанных формулах q — тепловой источник Ре = 2гф F/a — число Пекле, относится к телу, где скорость перемещения теплового источника И / — коэффициент трения скольжения, — скорость скольжения Р — среднее напряжение сжатия / ф - радиус фактического пятна касания. В случае гладких тел и при упругих деформациях в контакте вместо г ф следует подставлять полуширину площади касания (по Герцу) для тел с начальным касанием по линии и радиус касания (при круговой площадке контакта) -в случае точечного первоначального касания. Для расчета температурной вспышки в контакте твердых тел можно воспользоваться полученными зависимостями и граничными условиями. В случае движения теплового источника относительно тел с малыми скоростями Pei < 0,3, Pej < 0,3 увеличение контактной температуры можно найти по формуле [c.177]

В реальных условиях износ происходит в результате одновременного действия нескольких факторов, что может привести к одновременному разрушению, например, от усталости и абразивного износа. В этом случае эквивалентную величину износа можно определить в зависимости от коэффициента а, характеризующего влияние того или иного вида износа. Например, на части фактической площади касания аРф может быть микрорезание (абразивный износ), а на остальной части (1—а)Еф — разрушение происходит в результате усталости. Точность расчетов зависит от достоверности данных о процессе износа, кривой усталости при контактных напряжениях, физико-химических свойствах материала изна- [c.281]

В реальных условиях обе контактирующие поверхности являются шероховатыми. С учетом вероятности встречи отдельных выступов формула для расчета относительной фактической площади касания будет иметь вид [c.126]

В связи с этим часто бывает удобно производить расчет фактической площади касания для единицы контурной площади. В зависимости от механических свойств материала и геометрического очертания выступов процесс формирования площади касания будет протекать по-разному соответственно этому будет меняться и схема расчета. Рассмотрим некоторые частные случаи. [c.43]

Наибольшую трудность представляет расчет площади при наличии упрочнения материала. Задача о деформировании сферы с упрочнением в настоящее время не решена. В связи с этим связать площадь касания с механическими константами материала при наличии упрочнения не представляется возможным. Однако, используя эмпирический закон Майера, можно выразить площадь касания для случая пластического деформирования выступов с упрочнением через некоторые коэффициенты, определяемые эмпирическим путем. При этом было получено следующее выражение [c.54]

Для расчетов безразлично, какой формой элементного закона пользоваться. Однако сам факт введения в расчеты такого закона очень удобен, так как позволяет вычислять силы трения для любого размера поверхностей, умножая удельную силу трения на фактическую площадь касания. [c.187]

Получив соответствующие результаты по износу на этих машинах при упругом деформировании, пластическом и микрорезании, можно посредством расчета определять износ отдельных деталей. Для этого надо учесть фактическую площадь касания в испытательной машине и в реальной паре трения, так как износ оценивается произведением удельного износа на отношение фактической пло- [c.283]

По формулам (3-1) — (3-5) определяются значения Рэд. с для одноточечного контакта. Если на контактной поверхности имеется п точек касания, то их общая площадь соприкосновения определяется формулой (3-2), а площадь каждой из них при условии равномерного распределения между ними контактного нажатия будет 5д.к/га. Для практических расчетов можно принять, что действительные площадки касания равномерно распределены по общей площади контакта 5. Тогда площадь контакта, приходящаяся на одну точку касания, будет 5/га, т. е. величина 1п(5/5д.к) в формуле (3-1) не зависит от числа точек касания. [c.113]

Первый расчет площади касания был выполнен В. А. Журавлевым [28]. И. Ф. Арчард развил аналитический подход к задаче о контактировании неровностей для случая с нелинейным распределением шероховатостей по высоте [95]. Крупный вклад в развитие представлений о дискретности контакта поверхностей твердых тел сделан советскими учеными [66]. [c.87]

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]

Расчет полного термического сонротив-лення контакта. Рассмотрим тепловое течение в составном теле. В увеличенном масштабе контакт двух шероховатых поверхностей условно можно представить рис. 147. Тепловой поток, идущий от тела 1 к телу 2, при подходе к поверхности соприкосновения раздваивается. Одна часть теплоты проходит через места фактического контакта, а другая — через среду, заполняющую пространство между выступами шероховатости (лучистым теплообменом в зазоре пренебрегаем). Фактическая площадь контакта зависит от шероховатости поверхностей (чистоты обработки) и степени пх сжатия. Для шероховатого тела без приложения нагрузки фактическая площадь касания стремится к нулю, тогда практически весь тепловой поток может перейти от тела 1 к телу 2 только вследствие теплопроводности среды в зазоре. Оценим ориентировочно термическое [c.231]

При определении коэффициента сцепления ведущих колес, в ирессо-вых посадках и в некоторых других случаях необходимо учитывать величину предварительного смещения. В зоне предварительного смещения, открытого А. В. Верховским, сила трения возрастает от нуля до значения, равного силе трения покоя. При этом происходит перераспределение фактической площади касания [29, 31] — переход от площади касания в покое к площади касания при скольжении. При инженерных расчетах следует учитывать как собственно контактное предварительное смещение, так и объемное предварительное смещение, обусловленное деформированием иод влиянием сдвигающей силы, т. е. принимать общее предварительное смещение [c.12]

Аналогичный подход уже применял Грумп при трении поверхностей, покрытых твердыми смазками, в условиях пластического контакта. Он полагал, что фактическая площадь касания — это непосредственно контакт материалов поверхностей, а остальная поверхность — контакт одной из поверхностей с пленкой смазки. Им предложена для расчета коэффициента трения следующая формула [c.174]

На фиг. 8 показано влияние различных параметров на йеличину относительной площади касания. Расчет производился применительно к стальной поверхности высокой чистоты обработки при следующих значениях параметров V = 3 6 = 5 = 0,0001 мм Е = 2-10 кг/мм р. = 0,3 д 0,2 кг/мм . [c.47]

Полученное значение имеет тот же порядок, что иданные, полученные Ф. П. Боуденом экспериментальным путем при измерении электропроводности контакта [23]. Экспериментальная проверка, которая была проведена в лаборатории трения и фрикционных материалов Института машиноведения АН СССР на приборе, использующем принцип Мехау, также подтвердила правильность формул. Таким образом, полученные формулы позволяют оценить характер и степень влияния геометрии поверхности и свойства материала на площадь касания и сближение поверхностей при упругом контакте, а при наличии профилограмм — произвести расчет величины площади и сближения поверхностей. [c.49]

Существует два варианта расчета номента силы трения, возникающего в подшипнике скольжения при упругих деформациях в зонах фактического касания вала с вкладышем с помощью ЭВМ и по средним нормальным напряжениям, образующимся в зоне контурной площади касания деталей. Во втором варианте погрешность определения небольшая, а получае кюе аналитическое выражение для мо.мента сил трения позволяет оценить влияние на него различных факторов, характеризующих работу подшнпника. [c.163]

Сопротивление материала изнашиванию определяется объемом деформированного металла и числом циклов, выдерживаемых материалом при деформации до наступления предела усталъсти. Контакт трущихся поверхностей вследствие их шероховатости происходит на отдельных участках номинальной площади касания Л , которая всегда больше реальной площади касания Л . Поэтому фактическое удельное давление рг превосходит номинальное, определенное расчетом по всей площади касания А , в AjAr раз. Разрушение материала в данной точке касания будет зависеть от площади пятна контакта и реального удельного давления. Обозначим интенсивность изнашивания, отнесенную к реальной площади касания Аг (удельная интенсивность изнашивания), через i, тогда интенсивность изнашивания по всей поверхности касания будет [c.101]

В случае механического разрушения поверхностей, по мнению автора, целесообразно использовать следующие комплексы, вытекающие из рассмотрения механики фрикционного контакта комплекс Ц,=/ /НВ (где Р - номинальное напряжение сжатия НВ - твердость материала), ранее применявшийся в расчетах при адгезионном и абразивном изнашивании, характеризует напряженное состояние контакта и безразмерную площадь фактического касания тел комплекс = й/х, где h - толщина смазочного слоя X — характерный размер (диаметр режущей абразивной частицы, приведенный размер шероховатости) определяет относительную толщину смазочного слоя комплекс Uy = iP/a TflfiP — контактное напряжение сжатия — коэффициент, зависящий от коэффициента трения / и напряженного состояния в контакте Oq — предел усталости материала в данных условиях трения характеризует усталостную прочность трущихся поверхностей). [c.181]

При расчете с помощью системы уравнений ТДТИ получаем изменение процесса во времени (для одного цикла срабатывания) скоростей ведущей и ведомой частей и скорости относительного скольжения, нагрузки, момента трения, температуры на фрикционном контакте и в объеме материалов, фактической площади контакта и размеров пятен касания, износа фрикционного элемента во времени, а также изменение всех этих параметров от цикла к циклу при повтор но-кратковременном режиме работы. [c.299]

По способу приложения различают силы сосредоточенные и распределенные. Сосредоточенные силы считают приложенными в точке, и они являются векторной величиной. Так как сила возникает в результате взаимодействия тел и давление между телами передается через площадку больших или меньших размеров, то в действительности сосредоточенных сил не суп1,ествует. В тех случаях, когда размеры площадки малы по сравнению с разме-рами элемента конструкции, силу можно считать приложенной в точке, являющейся центром площадки касания тел. Такое допущение значительно упрощает расчеты. К сосредоточенным силам относят, например, давление вала на опоры, действие колеса на рельс. Сосредоточенные силы измеряют в ньютонах. Распределенными называют силы, действующие на некоторой сравнительно большой площади поверхности конструкции. Эти нагрузки измеряют в паскалях (1 Па = 1 Н/м ). Если силы распределены по длине, то единицы силы относят к единице длины. К распределенным нагрузкам относятся давление воды на плотину, газа на стенки сосуда. [c.8]

Идея опытов Ф. П. Боудена и Д. Тейбора состояла в том, что сжимались два пересекающихся цилиндра и фиксировался след контакта, образованного в результате сжатия. Зная зависимость величины следа контакта от нагрузки, авторы нашли, что площадь контакта пропорциональна сжимающей силе в степени /3, что совпадает с расчетами по формуле Треска для чисто пластического контактирования. Отсюда был сделан вывод о преобладающей роли пластической деформации. Указанный метод определения площади фактического контакта очень неточен и труден но исполнению. Полное сопротивление контакта равно сумме двух сопротивлений — растекания, обусловленного размерами зоны касания (контурной площади), и ситочного, зависящего от числа и размеров пятен фактического контакта. Определение количества пятен фактического контакта является пока еще нерешенной задачей. Этой задачей занимался Р. Хольм [107]. [c.89]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...