Дискретный контакт твердых тел

Известно, что в силу дискретности контакта твердых тел на фактических площадях касания развиваются высокие напряжения. В области давлений, наиболее часто встречающихся в машиностроении, рост фактической площади касания в зависимости от приложенной нагрузки описывается в основном начальным участком опорной кривой. В формировании фактической площади касания участвует только часть наиболее высоких неровностей, соответствующих некоторой относительной величине сближения [c.32]

ДИСКРЕТНЫЙ КОНТАКТ ТВЕРДЫХ ТЕЛ [c.42]

Сложность процессов, протекающих в зоне контакта твердых тел, способствовала возникновению различных гипотез и теорий внешнего трения. Известны молекулярная, механическая, молекулярно-механическая, электрическая и другие теории трения. Наиболее глубокое развитие получила молекулярно-механическая теория внешнего трения, предложенная советским ученым И. В. Крагельским и независимо от него английским физиком Ф. Боуденом. Эта теория базируется на представлении о двойственной природе трения и дискретном характере контакта между реальными поверхностями твердых тел. Неровности на поверхности любого твердого тела обусловливают контакт на отдельных элементарных площадках (пятнах) касания. Общая площадь фактического контакта 5ф складывается из суммы площадей от- [c.256]

Определяемые по формулам Герца значения напряжений и размеров площадок контакта являются номинальными, а сам контакт в пределах площадки предполагается непрерывным. Действительный контакт твердых тел осуществляется по так называемым опорным микронеровностям, т.е. имеет случайный дискретный характер, а фактическая площадь контакта составляет малую часть номинальной. Особенности контактного взаимодействия шероховатых криволинейных поверхностей рассмотрены в работе [6], по данным которой максимальное значение отношения фактической площади контакта к номинальной составляет-0,33. [c.176]

Адгезионно-деформационная или молекулярно-механическая теория трения твердых тел (внешнего трения) дает представление о природе износа, главных действующих факторах, и показывает возможность описания основных закономерностей трения. Согласно этой теории процесс трения сопровождается комплексом явлений взаимодействием контактирующих поверхностей, физико-химическим изменением поверхностных слоев трущихся пар, разрушением (износом) поверхностей. В связи с существенной дискретностью фрикционного контакта, различием температурного и напряженного состояния в отдельных точках контакта, [c.160]

Контакт поверхностей твердых тел вследствие макронеровностей, волнистости и шероховатости поверхностей носит дискретный характер [Л. 11]. Различают следующие площади контакта (рис. [c.143]

Известно, что контакт реальных поверхностей твердых тел имеет дискретный (в виде пятен) характер, обусловленный не- [c.187]

Систематически излагаются постановки пространственных контактных задач линейной теории упругости и методы их решения, не требующие математического аппарата, выходящего за рамки курса высшей математики для технических университетов. Изучаются контактные задачи для системы штампов, строятся асимптотические модели одностороннего дискретного контакта и рассматриваются вопросы равновесия твердого тела, опирающегося на шероховатую плоскость в нескольких точках. Подробно изложена техническая теория упругого ненасыщенного контакта шероховатых поверхностей. [c.2]

Задача о предельном положении равновесии твердого тела на плоскости с трением впервые была поставлена Н. Н. Шиллером (1892) . Следуя Г. К. Суслову рассмотрим случай дискретного контакта. [c.199]

Сложность процессов, протекающих в зоне контакта, обусловила возникновение различных теорий внешнего трения. Наиболее полно силовое взаимодействие твердых тел объясняет молекулярно-механическая (адгезионно-деформационная) теория трения, которая исходит из дискретности контакта трущихся поверхностей. Из-за шероховатостей соприкосновение поверхностей возникает в отдельных пятнах касания, образующихся от взаимного внедрения микронеровностей или их пластического смятия. Взаимодействие скользящих поверхностей в этих пятнах согласно теории имеет двойственную природу — деформационную и адгезионную. Деформационное взаимодействие обусловлено многократным деформированием микрообъемов поверхностного слоя внедрившимися неровностями. Сопротивление этому деформированию называют деформационной составляющей силы трения д. Адгезионное взаимодействие связано с образованием на участках контакта адгезионных мостиков сварки. Сопротивление срезу этих мостиков и формирование новых определяет адгезионную составляющую силы трения Таким образом, сила трения так же, как и другая важная фрикционная характеристика — коэффициент трения /, по определению равный отношению силы трения F к нормальной нагрузке N f = F/N, определяются как сумма двух составляющих [c.328]

Предлагаемая читателям монография рассматривает проблему износостойкости с позиции механизма формирования поверхностных структур твердых тел в зоне фрикционного контакта. Этот механизм обусловлен протеканием комплекса синергетических процессов — изменением структуры материала в поверхностном слое в условиях динамического нагружения на дискретной площади фактического контакта, физико-химическими процессами на границе раздела твердого тела и среды, разрушением материала при отделении его фрагментов, взаимодействием фрагментов разрушения со средой и между собой и т. д. [c.3]

Контактный теплообмен встречается во всех областях техники. Поверхности деталей даже при тщательной обработке не бывают абсолютно гладкими, поэтому контакт между твердыми телами всегда имеет дискретный характер, т. е. соприкосновение происходит по отдельным точкам поверхности. [c.231]

Взаимодействие поверхностей твердых тел. Площадка контакта (номинальная, контурная, фактическая), соотношения. Дискретность контакта. Напряженность контакта (упругий, упруго-пластический, пластический). Молекулярно-механическая природа трения. Роль адгезии, нагрузки (контактного давления), физико-механических свойств и времени неподвижного контакта в формировании силы трения. Понятие о трении покоя и трении движения (скольжения). Предварительное смещение. Фрикционный слой. Деформируемость фрикционного контакта и присоединенная масса. [c.96]

Касание твердых тел всегда дискретно, т. е. происходит в отдельных пятнах касания, на выступах шероховатого рельефа поверхности. При проскальзывании в зоне контакта каждого выступа контртела с резиной возникает сложное напряженное состояние. [c.293]

Вследствие дискретного характера контакта процесс передачи тепла через зону контактирующих поверхностей твердых тел представляет собой довольно сложную [c.8]

Поверхность всякого твердого тела, кроме находящегося в абсолютном вакууме, контактирует с газовой или жидкой средой. Это относится также к соприкасающимся поверхностям трущихся тел, поскольку фрикционный контакт имеет обычно дискретный характер, т. е. осуществляется по выступающим неровностям. [c.70]

Реальное контактирование любого электрического контакта является дискретным. При соприкосновении двух тел для создания электрического контакта реальная площадь, обеспечивающая переход электрического тока от одного тела к другому, значительно меньше номинальной площади контакта, что обусловлено неровностью поверхностей твердых тел, а также наличием на поверхностях различных пленок. [c.529]

Представление о дискретности контакта твердых тел было впервые сформулировано А. Пальшау [74] и П. Конти [100]. [c.85]

Соприкосновение поверхности двух твердых тел всегда дискретно. Статический контакт твердых тел в связи с проблемой внешнего трения следует рассмотреть в трех масштабах — макроскопическом, микроскопическом и субмикроскопическом. Необходимость такого рассмотрения связана с тем, что реальные поверхности твердых тел в общем случае имеют исходные неровности макроскопического и микроскопического порядка. При как угодно малой нагрузке на контакте происходит пластическая деформация и на поверхности неизбежно образуются субмикронеровности. [c.100]

Поскольку процесс трения реализуется в контакте перемещающихся друг относительно друга тел, понимание и, тем более, описание происходящих при этом явлений невозможны без развития представлений о площади фактического контакта этих тел. Начало этим представлениям положено Г. Герцем в 1882 г. решением задачи об упругом контакте криволинейных твердых тел. Работы Ф.П. Боудена и Д. Тейбора позволили установить, что фактический контакт твердых тел из-за неизбежных неровностей поверхностей имеет дискретный характер, и показать экспериментально, что фактическая площадь контакта составляет весьма малую долю от номинальной. Впрочем, дискретность контакта следовала уже из представлений Г. Амонтона, Л. Эйлера и др., а Б.Ф. Белидор в 1731 г. моделировал поверхности трения твердых тел множеством полусферических выступов и впадин, которые, однако, предполагал абсолютно жесткими. [c.563]

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]

Химически модифищ1рованные слои должны иметь прочную связь с основным материалом, низкую прочность на срез и высокую термическую стабильность. Трибохимические слои весьма тонки, однако их влияние на интенсивность изнашивания и нагрузку заедания весьма существенно. Если реакция присадки с поверхностного твердого тела идет при сравнительно низкой температуре или даже при отсутствии трения, то возникает опасность повышенного износа. Необходимо находить область температур, при которой каждая присадка эффективна, и диапазон возможного действия в реальных условиях трения, Трибохимия, механизм действия и эффективность присадок для предотвращения износа и заедания значительно отличаются, так как при заедании главное назначение химически модифицированных слоев — предотвратить возникновение фактического (физического) контакта металлических поверхностей тел даже при возможном повышенном износе. Для уменьшения износа принципиальное значение имеет повышенная прочность химически модифицированных слоев. Средний коэффициент трения скольжения, как показывает опыт, мало зависит от свойств, возникающих на поверхности пленок. Главным влияющим фактором при трибохимических процессах является температура в дискретных точках касания тел, которая приводит к изменению физико-механических свойств контактирующих материалов, уменьшению вязкости масла, активизирует испаряемость и трибохимические процессы на поверхностях тел. [c.172]

Возможности проникновения внешней среды в контактные зоны нри резании далеко еще не ясны. Большую роль отводят перепаду давления. При этом учитывают два фактора. Во-первых, дискретный характер контакта нри внешнем трении твердых поликри-сталлических тел, обусловленный микрогеометрией и субмикрогеометрией зоны сопряжения трущихся тел. Микрогеометрия связана с технологией изготовления поверхности и с периодическими торможениями и срывами микрообъемов обрабатывамого металла. Механизм возникновения субмикрогеометрии связан с внутренним строением металла и его несовершенствами. Во-вторых, периодическое возникновение вакуума в замкнутых объемах дискретного контакта трущихся пар. Опыты по внутреннему разрыву металлов показывают, что в полостях разрыва образуется вакуум порядка 10 " Па [24]. Условия образования замкнутых полостей между стружкой и инструментом мало отличаются от условий внутреннего разрыва. Предполагается, что эти полости между собой и средой объединяет сеть пор и капилляров. Рассматривают и другие механизмы проникновения среды, связанные с миграцией по поверхности. В описанных в этой главе опытах по влиянию локально [c.82]

Контактной зоной называют зону соприкосновения (контакта) поверхностей двух твердых тел. Это соприкосновение имеет дискретный характер, так как поверхность всякого тела щероховата. Промежутки (полости) между контактными пятнами заполнены газом. С этой точки зрения дисперсную структуру можно характеризовать как многократно повторяющуюся контактную зону. Поэтому процессы переноса тепловой энергии через контактную зону и дисперсный материал имеют много общего. [c.8]

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]

Дискретный характер контакта, имеющий место при соприкосновении двух твердых тел, обусловливает при трении постоянную смену отдельных элементарных точек контакта. При этом каждый элементарный контакт имеет следующие три этапа эволюции взаимодействие, изменение и разрушение. Время существования элементарного контакта зависит не только от скорости принудительно подвижного элемента пары трения или жесткости системы, но в значительной степени обусловлено и физико-механическими свойствами соприкасающихся материалов и состоянием их поверхностей. Этап изменение ) фрикционного контакта связан с деформированием вошедших во взаимодействие выступов поверхностей как в направлении действия тянущей силы, так и в направлении действия нормальной нагрузки. Однако в силу специфической конфигурации отдельных неровностей жесткость контакта в направлении действия тянущей силы достаточно велика, а деформация в этом направлении, проявляющаяся в известной степени как предварительное смещение, мала. Это подтверждается исследованиями И. В. Крагельского [7], А. Е. Саломоновича [13], В. С. Щедрова [18], Ренкина [26] и др. Поэтому, для упрощения анализа, можно считать, что в течение этапа изменение вошедшие в контакт выступы деформируются лишь в направлении действия внешней нормальной нагрузки. Очевидно, что наличие подобной деформации ведет к изменению сближения между соприкасающимися поверхностями, а следовательно, и к увеличению фактической площади контакта и силы трения, поскольку последняя представляет собой произведение удельной силы трения т на величину фактической площади контакта А , т. е. [c.210]

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]

Для того чтобы найти размеры фрикционных эле.ментов муфты сценления, число поверхностен трения и нажимное усилие при включенной муфте, необходимо оиределить возникающий в ней момент трения покоя. При определенин будем использовать основные положения молекулярно-механической тео и внешнего трения [70, 90 . Согласно этой теории поверхности твердых тел имеют волнистость и шероховатость. Поэтому при включенной дисковой муфт сцепления силы трения будут возникать в зонах дискретного фактического контакта, расположение которых в пределах номинальной площади поверхности трения / является случайным. [c.216]

Развитие трибологии неразрывно связано с изучением свойств фрикционного контакта, возникающего при взаимодействии твердых тел под нагрузкой. Одним из основных свойств фрикционного контакта является его дискретность (несплошность). Поскольку геометрия поверхностей в результате различных видов их обработки отличается от правильной геометрической формы (макроформы), при сближении тел под нагрузкой, их контакт происходит по отдельным пятнам с высоким давлением, оказывающим существенное влияние на все процессы контактного взаимодействия и изнашивания поверхностей. [c.25]

Первые современные модели поверхностей трения были созданы И.В. Крагельским (см. рис. 1.1). Они учитывали дискретность контакта, распределение выступов по высоте и упругость шероховатого слоя. Ценные теоретические и экспериментальные работы в этой области были выполнены В.А. Журавлевым, П.Е. Дьяченко, Дж.Ф. Арчардом и др. Значительные вклад в представления о фактической площади контакта внесли Н.Б. Демкин, Э.В. Рыжов, Я.И. Рудзит и др. Влияние адгезии твердых тел на фактическую площадь контакта было учтено моделью ДТМ (Б.В. Дерягина, [c.563]

Варианты (5.12а) и (5.14а) определений скорости в дискретных средах отвечают мягкому пределу Реусса, варианты (5.12Ь) и (5.14Ь) - жесткому пределу Фойгта. Нужно подчеркнуть, что выбор одного из этих вариантов для данной дискретной среды подразумевает выбор комбинации разных исходных компонент - в одном случае это смесь сплошного твердого тела и пустых включений, а в другом - смесь взвеси и жестких контактов. При таком выборе пределы Реусса и Фойгта могут быть довольно близки. Если же компонентам среды дается одинаковое определение для расчетов пределов Фойгта и Реусса, то расчетные пределы расходятся максимально широко. [c.142]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...