Контактирование твердых тел

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 экспериментальном исследовании процесса контактирования твердых тел часто рассматриваются случаи, когда твердое тело, имеющее ровную и гладкую поверхность, контактируется с более мягким телом, поверхность которого шероховата, или, наоборот, твердое тело с шероховатой поверхностью контактируется с мягким телом, обладающим гладкой поверхностью. В первом случае происходит расплющивание неровностей, во втором — внедрение неровностей в более мягкое тело. В обоих случаях при одинаковой величине сближения фактическая опорная кривая реальных твердых тел отличается от расчетной опорной кривой. Однако теоретический анализ показывает, что это отличие будет незначительным. Это положение было проверено экспериментально для обоих случаев контактирования [70—71]. [c.44]

Рис. 1. Схема, контактирования твердых тел

Для развития теории поверхностной прочности и решения основных вопросов трения и изнашивания необходимо знать количественные характеристики и механизм процесса деформации поверхностных слоев при контактировании твердых тел. Прямые методы определения механических свойств поверхностных слоев твердых тел при действии нормальных, а также нормальных и тангенциальных усилий до настоящего времени не разработаны, хотя были предложены приборы И методы, позволяющие косвенно судить о некоторых их прочностных характеристиках. [c.212]

В процессах взаимного контактирования твердых тел большую роль играют исследования вопросов абразивного разрушения при граничном трении. В. Д. Кузнецов (1947) считал, что механизм абразивного изнашивания является предельно простым и сводится к сумме большого числа элементарных процессов царапанья. При этом между явлением простого царапанья и абразивным износом должна суш ествовать глубокая связь. Однако исследования показали, что однозначной зависимости между абразивным износом и механическими свойствами металла не суш[ествует. [c.446]

Костецкий Б. И., Запорожец В. В. Исследование физической природы и основных закономерностей контактирования твердых тел с помощью медленных перемещений.— В сб. Жесткость стыков . Тбилиси, Изд-во ГПИ, 1966. [c.110]

Применим этот критерий к случаю контактирования абсолютно жесткой шероховатой поверхности с деформируемым телом. Воспроизводимость шероховатости поверхности в условиях установившегося режима износа является строго доказанной закономерностью. Так как контактирование твердых тел всегда дискретно и фактическая площадь касания мала, то на отдельных участках возникают напряжения, обеспечивающие внедрение деформируемого материала в неровности жесткого шероховатого контртела. Очевидно, возможны лишь следующие три случая, приводящие к воспроизводимости шероховатости [c.126]

Под действием контурного давления вследствие внедрения более жестких микроиеровностей в поверхность менее жесткой детали величина натяга будет уменьшаться, что пр -ведет к снижению действующих контурных давлений. В зависимости от относительного натяга сопрягаемых деталей с учетом сближения между их поверхностями контурное давление будет определяться по (64). Коэффициент 1 )я можно определить, используя метод последовательных приближений и формулу для вычисления сближений в зависимости от контурного давления при пластическом ненасыщенном контакте. Пластический ненасыщенный контакт при контактировании твердых тел будет иметь место при значениях контурных давлений, определяемых по (37) гл. I. [c.260]

Зависимость р = / (состав) при Гл+10° в системе Ga—Pb близка к аддитивной, а в системе Ga—Bi приближается к параболической (рис. 3). Некоторые отклонения соответствуют определенным точкам на диаграммах состояния. Электросопротивление сплавов галлия со свинцом (до 40 ат.% РЬ) при переходе через Гр не имеет скачка, р сплавов с большим содержанием РЬ при переходе через Гр имеет положительный скачок. Последнее характерно и для сплавов галлия с висмутом. Возможно, что природа добавочного электросопротивления та же, что и в случае контактирования твердых тел [14, 15]. Важно отметить, что чем больше отличаются по электросопротивлению составляющие сплав компоненты, тем заметнее скачок р при переходе через Гр. [c.389]

Для интерпретации физических явлений, приводящих к схватыванию при контактировании твердых тел, предложены четыре модели, основанные на учете межфазного взаимодействия, растворения, электростатического взаимодействия и хрупкого разрушения. [c.8]

Без больших пофешностей можно записать для контактирования твердых тел, когда в зонах контактов микронеровностей имеют место пластические деформации, следующее соотнощение между площадями касания в статике и при скольжении [c.96]

Необходимость написания книги Влияние шероховатости твердых тел на трение и износ обусловлена тем, что принятые в настоящее время критерии оценки микрогеометрии (параметров шероховатости) оказались недостаточными для изучения таких важных служебных свойств, как контактная жесткость, электро- и теплопроводность, газопроницаемость, а также для изучения процесса трения и изнашивания. Развитая за последние годы теория контактирования, трения и изнашивания твердых тел позволяет установить связь между некоторыми параметрами шероховатости поверхности и важнейшими эксплуатационными свойствами. В работе использован комплексный критерий оценки шероховатости, учитывающий форму неровностей и их распределение по высоте. [c.3]

Контактирование между собой твердых тел — простое на первый взгляд механическое явление, знакомое каждому из обыденной жизни. Два контактирующих тела А и В соприкасаются частями своих поверхностей, совмещающихся друг с другом и образующих единую для обоих тел поверхность соприкосновения С. Площадь поверхности соприкосновения может быть велика или мала, в пределе (теоретически) может быть лишь одна точка соприкосновения, например точка контакта абсолютно твердых шара и плоскости. Точкой контакта сг двух тел А и В называется их общая точка, т. е. точка, принадлежащая одновременно телам А я В. Таким образом, точка контакта С/ по своей природе является двойной, образованной слиянием двух точек f и f, принадлежащих телам А и В соответственно. Поверхность соприкосновения С (поверхность контакта) тел А та В является совокупностью ( геометрическим местом ) точек i контакта и в указанном смысле такн е является двойной, образованной слиянием двух поверхностей — (поверхности контакта, принадлежащей телу А) и равной ей по площади поверхности контакта С (принадлежащей телу В). Заметим, что поверхности и С физических тел А ш В, слившиеся в одну контактную поверхность С, при этом деформированы, т. е. форма и площадь поверхности С контакта отличаются от формы и площади каждой из соприкасающихся поверхностей и С , находящихся Б свободном (до момента контакта) состоянии. Степени [c.11]

Все сказанное относилось к контактированию двух неподвижных твердых тел. Рассмотрим теперь скольжение тела А по поверхности тела В и взаимодействие контактирующих элементов обоих тел во время скольжения. Очевидно, что в области контакта в любой момент времени находится одно и то же множество элементов = %, 21 > ю тела А, но различные элементы bi, bi+i,. .., Ьг+ю тела В, причем мощности, т. е. количества элементов тел А и В, находящихся в контакте, постоян- [c.15]

Теоретические закономерности флотационного процесса и эффективность извлечения примесей из жидкости. Контактирование пузырьков воздуха и частиц примесей возможно двумя путями при столкновении частиц с поверхностью пузырьков при их образовании на частицах при выделении растворенных газов. Для напорной флотации при очистке природных вод процесс взаимодействия пузырьков при их столкновении с частицами примесей является основным и поэтому представляет практический и теоретический интерес. Прикрепление пузырьков к частице характеризуется краевым углом смачивания е, образуемым поверхностью частицы и касательной к поверхности пузырька, величина которого определяется размерами частицы и пузырька, а также поверхностным натяжением на границе раздела трех фаз твердого тела частицы), жидкости и воздуха. Для системы, находящейся в равновесии, должны выполняться условия [c.219]

Установившееся резание есть процесс непрерывного контактирования материала обрабатываемой детали и режущего инструмента. Вследствие непрерывности процесса резания, при малых колебаниях режущей кромки все просветы между ней и деталью непрерывно заполняются металлом, поэтому для определения сил резания полезна модель твердого тела, используемая в теории сплошной среды. Ползучесть или демпфирование в линейной модели твердого тела описываются уравнением о = е + е, а релаксация — уравнением а + п<г = Ее. Уравнение, объединяющее 88. , [c.88]

Существенным для понимания трения твердых тел является то обстоятельство, что вследствие шероховатости и волнистости поверхностей контактирование всегда дискретно, т. е. происходит в отдельных пятнах. [c.172]

Предлагаемая вниманию читателей книга имеет цель в известной мере восполнить этот пробел. В данной книге приводится обзор последних экспериментально-теоретических работ по контактному теплообмену. Особое внимание уделяется вопросам физико-механических и геометрических свойств поверхностей и их контактирования в свете современных представлений. Этот раздел в значительной мере позволяет судить об особенностях теплообмена в контактной зоне твердых тел. [c.3]

Практически соприкосновение поверхностей двух твердых тел при контактировании происходит в отдельных точках и характеризуется неравенством температур на границе раздела этих тел, а линии теплового потока при подходе к зоне контакта имеют отклонения от прямых. [c.7]

ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОВЕРХНОСТЕЙ ТВЕРДЫХ ТЕЛ И ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ИХ ПРИ КОНТАКТИРОВАНИИ [c.44]

Приведенные выше физико-механические и геометрические особенности поверхностного слоя твердого тела наиболее существенно могут оказать влияние на формирование фактической площади контакта при контактировании поверхностей. [c.56]

Рис. 2.19. Схема контактирования шероховатых твердых тел (у4а- номинальная площадь контакта

Принятое допущение об абсолютной гладкости трущихся поверхностей не соответствует "действительности. Последующее развитие теории контактирования твердых тел [32] показало, что площадь фактического кон-тарта дискретна и в сотни раз меньше номинальной площади контакта. Следовательно, по формуле (22) можно лишь ориентировочно определять среднюю температуру. Более точно температуру контакта можно определить по теории Блока. [c.115]

Внешнее трение твердых тел, согласно современным представлениям, имеет двойственную (молекулярно-ме-хаиическую или адгезионно-деформационную) природу. Считается, что контактирование твердых тел вследствие волнистости и шероховатости их поверхности происходит в отдельных зонах фактического касания. Суммарную площадь этих зон называют фактической, или реальной, площадью касания А г твердых тел. Под фактической площадью касания понимают зоны, в пределах которых межатомные и межмолекулярные силы притяжения и отталкивания равны. Фактическая площадь касания в пределах нагрузок, широко используемых в инженерной практике, невелика около 0,001 — 0,0001 номинальной кажущейся площади касания Лд. Вследствие этого Б зонах контакта возникают значительные напряжения, нередко приводящие к появлению в них пластических деформаций. Сила, сжимающая контактирующие тела, через фактическую площадь касания передается неровностям, вызывая их деформацию. Деформируясь, отдельные неровности образуют контурную площадь касания Ас. Деформация неровностей, как правило, упругая. Таким образом, при контактировании твердых тел следует различать номинальную 1 и образованные вследствие приложения нагрузки контурную 2 и фактическую 3 площади касания. Соответственно отношения нормальной нагрузки к этим [c.190]

Предложена методика получения оценок вероятностей встречи неровностей сопрягаемых поверхностей, основанная на вероятностном моделировании на ЭВМ процесса контактирования твердых тел. Методика расчета, полученная для конической модели шероховатого слоя, без существенных изменений может быть применена и для других моделей. Иллюстраций 4. Библ. 7 назв. [c.222]

Механизм изнашивания. При контактировании твердых тел с шероховатыми поверхностями происходит внедрение более жестких микронеровностей в менее жесткое контртело. Относительное скольжение микронеровностей сопровождается интенсив-ны.м деформированием поверхностных слоев. Деформации самих микронеровностей при этом в несколько раз меньше, поэтому ими можно пренебречь. На величину деформации поверхностных слоев существенное влияние оказывает напряженное состояние в зоне касания, зависящее от геометрического очертания микро-неровностей, приложенной к ним нормальной нагрузки и механических свойств взаимодействующих тел. Выше было показано, что с достаточной точностью микронеровности можно моделировать в виде набора шаровых сегменто1В постоянного радиуса. ., [c.36]

Молекулярное взаимодействие, обусловленное взаимодействием атомов на сближенных участках поверхностей гребешков микронеровностей, приводит к нарушению термодинамического равновесия кристаллических решеток на контактирующих участках и наиболее полно проявляется при схватывании твердых тел. В этих условиях в полной мере проявляется механизм, объясняемый адгезионно-деформационной теорией [26]. Очаги микросхватывания в режиме ИП развиваются в более мягком, чем материал чугунного или хромированного кольца, тонком слое меди, не вызывая глубинного повреждения основного металла. Вновь образуются активизированные пластической деформацией участки поверхности они свободны от разделяюш,их пленок при наличии смазки и пульсирующих нагрузок при контактировании с микронеровностями контртела. Возникают площадки с высокой температурой и микрогальванические пары, активизирующие диффузионные и электрохимические процессы. Это способствует молекулярному переносу и миграции ионов меди на ювенильные поверхности. Обогащение тонких слоев поверхности трения медью создает особую структуру граничного слоя, обеспечивающего при определенных режимах минимальные износ и коэффициент трения, а также способствующего реализации правила положительного градиента по глубине материала [2]. [c.163]

Кратко подытожим сказанное о видах контактного взаимодействия твердых тел — иеиодвижном контактировании, скольжении и качении. Во всех трех случаях область С контакта представляет собой поверхность (в сечении — линию), общую для обоих тел в рассматриваемый момент (или период) времени. Поверхность контакта тел А и В MOHtOT быть представлеиа в виде совокупности (множества) двойных точек (иар) С — i = f, с )], составляющих эту поверхность, где с/ — точка, ирн-надлежащая телу А, f — контактирующая с ней в рассматриваемый момент времени точка тела В. Множества [c.33]

Конечно, при замене модели коптактпрования реальных физических тел моделью контактирования их контуров (нитей) носледнне должны отражать физико-механические свойства тел. Очевидно, что абсолютно твердые тела доли<иы на контурных схемах контактирования представляться в виде контактирующих между собой жестких (недеформируемых) замкнутых контуров, совпадающих по форме с контурами этих тел. Деформируемые тела должны представляться в виде деформируемых замкнутых ли-пип, способных изгибаться, растягиваться или сокра- [c.38]

Из сказанного можно заключить, что изучение закономерностей контактного взаимодействия недеформируемых и деформируемых нитей различных конфигураций представляет собой ваншую задачу, имеющую прямое отпоше-пие к анализу контактирования физических тел. Тонкая гибкая пить является в какой-то степени универсальным объектом, ири помощи которого можно описать многие свойства и поведение абсолютно твердых и деформируемых тел, кинематические закономерности их контактных взаимодействий. В силу сказанного, изучение закономерностей контактного взаимодействия топких нитей представляет собой важную самостоятельную научную задачу. [c.39]

Результаты многочисленных исследований [Л. 11,12] свидетельствуют о том, что площадь фактического контакта составляет незначительную часть номинальной поверхности сопряжения твердых тел (см. гл. 4). Остальная часть межконтактной зоны в клеевых соединениях при непосредственном контактировании склеиваемых поверхностей заполнена обычно малотеплопроводной клеевой композицией. Вследствие того что теплопроводность клея мала (Хсталь45Двк-1 250 Хо1бДвк-1 960), тепловой поток при подходе к зоне раздела стягивается к пятнам фактического контакта. Если допустить, что места контакта равномерно распределены по поверхности склеивания, то изотермы и линии теплового потока в непосредственной близости от зповерхности раздела идеализированно могут быть представлены схемой рис. 1-4. Переход тепла в зоне раздела будет осуществляться теплопроводностью через места фактического контакта и клеевые включения между выступами неровностей склеиваемых поверхностей. [c.18]

Процесс внешнего трения представляет собой сложную совокупность механических, физических и физико-химических явлений. Основные факторы, влияющие на трение и износ фрикционных пар, условно разделяют на три группы технологические (структура, химические, физические и механические свойства) конструктивные (схема контакта, макро- и микрогеометрия поверхностей трения, геометрический фактор Ква конструкция рабочих поверхностей, способ подвода смазки) эксплуатационные (удельная работа трения, относительная скорость скольжения, удельная нагрузка, температурный режим, смазка и ее свойства). В процессе трения под влиянием указанных факторов формируются поверхностные слои твердых тел, 6б усЖ0Нливаюш ие механизм трения и износа и отличающиеся специфическим структурным состоянием. Образующиеся в процессе трения поверхностные слои твердых тел характеризуются повышенной свободной энергией, физической и химической активностью, а также иными механическими свойствами, чем более глубоко лежащие слои, не участвующие в процессе контактирования. Поверхностные слои определяют механизм контактного взаимодействия и уровень разрушения при трении. [c.26]

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]

При упругом контактировании отдельные контактирующие выступы имеют значительно большую жесткость в тангенциальном направлении, чем в нормальном. Поэтому под влиянием контрвыступа отдельный выступ вминается, увлекая за собой прилежащие области материала. Далее он выпрямляется под влиянием сил упругости, и совершая колебания, сталкивается вновь с другими выступами. В результате возникают звуковые колебания, характеризующиеся достаточно широким спектром частот. С увеличением нагрузки частота колебаний снижается. С увеличением скорости скольжения частота колебаний возрастает. Частота колебаний в основном определяется частотой вынужденной силы, которая обусловлена шагом пятен касания и скоростью скольжения. Упругая сила трения скольжения обусловлена работой, затрачиваемой на колебание (гистерезисными потерями) и работой, затрачиваемой на разрушение мостиков сварки между пленками, покрывающими твердые тела. Так как модуль упругости и плотность незначительно меняются от температуры, то можно ожидать независимости сИлы трения скольжения от скорости в условиях упругого контактирования. Практически указанное имеет место при трении различных минералов, графита и др. материалов, не меняющих своих свойств от температуры (фиг. 24). [c.198]

При соприкосновении твердых тел вследствие отклонений их поверхностей от правильной геометрической формы контактирование осуществляется не по номинальной площади I (рис, 7), а только по части ее. В соприкосновение обычно входят самые высокие микронеровностн, суммарная площадь контакта которых называется фактической площадью касания 3. В зависимости от величины нагрузки, приложенной к каждой микронеровности, механических свойств материала и геометрического очертания микроиеровностей в зоне фактического касания могут иметь место упругие, упругопластичсскяе и пластические деформации. Силовое возбуждение через дискретные контакты, образованные отдельными мик-ронеровносгями, передаются волнами, на которых они расположены и вызывает их деформацию. Волны, как правило, деформируются упруго. [c.11]

Контактирование единичной микронеровно ста — Схемы 26 — твердых тел — Механизм 16 —Схема II. 12 [c.278]

Работа содержит результаты теоретического и экспериментального исследований теплообмена в зоне контакта твердых тел. Рассматриваются специфические особенности теплообмена через зону контакта прн контакте поверхностей с волнистостью и макронеров-ностями, наличии окисных пленок, длительном воздействии нагрузки, начальных и последующих приложений нагрузки. Выведенные расчетные зависимости для ряда указанных случаев теплового ксттакта подвергаются детальной экспериментальной проверке. Главное внимание прн составлении работы было уделено выявлению физической сущности теплопередачи через зону ковтакта во всех специфических случаях контактирования и изложению инженерных методов расчета и искусственному изменению термического сопротивления. Приводятся практические рекомендации по использованию полученных результатов в различных отраслях промышленности. Книга рассчитана на инженеров и научных работников, работающих в области теплопередачи. [c.2]

Из анализа работ, приведенных в предыдущей главе, видно, что природа контактного теплообмена при соприкосновении поверхностей твердых тел обусловливается физико-механическими свойствами материалов и геометрическими характеристиками контактирующих поверхностей. В связи с этим определение тепловой проводимости или термического сопротивления контакта может быть успешно решено лищь на основе изучения закономерностей механического контактирования поверхностей твердых тел, чему и посвящена данная глава. [c.44]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...