Дискретность - контакт
Cтраница 3
 |
Изменение потенциала трения. [31] |
Эти колебания вызваны высокочастотным изменением напряжений и деформаций, которое определяется дискретностью контакта в зоне фактической площади контакта и реверсивностью вектора тангенциальных сил трения. [32]
Между чисто механической теорией трения, связывающей сопротивление тангенциальному перемещению с зацеплением шероховатостей, и молекулярной теорией, по которой трение обусловлено взаимодействием атомов сближенных поверхностей ( адгезией), существуют определенные противоречия. Они в значительной степени устраняются представлениями Крагельского о двойственной молекулярно-механической природе трения, согласно которой вследствие дискретности контакта на фактических малых площадях соприкосновения развиваются высокие давления, приводящие к сближению и взаимному внедрению контактирующих участков. При тангенциальном смещении происходят деформация и механические потери или даже разрушение микровыступов на срез. С другой стороны, кроме преодоления механического сопротивления, связанного с перемещением выступа, необходимо преодолеть также и силы молекулярного взаимодействия между тесно сближенными элементами поверхностей. В настоящее время установлено, что на трение твердых тел влияют все свойства поверхностных слоев и любые их изменения, которые зачастую трудно контролируемы. [33]
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 Fa. Адгезионное взаимодействие связано с образованием на участках контакта адгезионных мостиков сварки. [34]
Химические пленки, возникающие на площадках трения, в той или иной мере экранируют трущиеся поверхности и оказывают антифрикционное действие, поскольку обладают относительно низкими сопротивлением сдвигу и температурой плавления. Но тем не менее при осуществлении операций обработки резанием схватывание и перенос металла этим полностью не предотвращаются, и значительная дискретность контакта сохраняется. Соприкосновение трущихся поверхностей фактически осуществляется по незначительному числу участков истинного контакта, соответствующему образовавшимся налипам. Такое положение наиболее характерно при работе инструментом из быстрорежущих сталей. Трение при этом сопровождается объемным пластическим деформированием прикон-тактных слоев стружки, возникающим при нарушении фрикционных связей, и пластическим обтеканием контактирующих металлов. Ему присущи все виды фрикционного взаимодействия, которым характеризуется этот режим и в значительной мере режим тяжелого граничного трения. В этих условиях СОЖ должны обладать контактно-гидродинамическим смазочным действием [ 2, сб. Последнее характеризуется тем, что образующиеся на площадках трения замкнутые полости заполняются объемами внешней среды, поставляемой извне. При этом среда, образуя достаточно толстые прослойки, обладает высокой упругостью формы и способна воспринять высокие контактные нагрузки. [35]
 |
Схемы наиболее распро - термопар И Т. Д. [36] |
Метод естественной термопары используется при измерении температуры разнородных металлических пар трения и не годится для пар полимер-металл и полимер-полимер. Необходимо иметь в виду, что методы термопар позволяют оценить среднюю температуру поверхности. Возникающая в результате дискретности контакта неоднородность температуры не может быть изучена этими методами. [37]
Большие частицы, испытывая значительное удельное давление, обычно разрушаются на более мелкие. Разрушаясь, они вызывают местное разрушение поверхностного слоя. При этом формирование рельефа обусловливается выборочным внедрением зерен абразива в по-поверхность изнашивания, что связано с дискретностью контакта. [38]
Существование такой общности подтверждается общими аналитическими зависимостями, которые описывают разрушение металлов и сплавов при фрикционной и объемной усталости. Эти же исследования позволили выявить особенности процесса трения, связанные с градиентом деформаций и напряжений по глубине. В целом они показывают, что, несмотря на своеобразие поведения поверхностных слоев материалов при пластическом деформировании и специфику нагружения при трении, связанную с локализацией изменений и разрушения в тонком поверхностном слое, дискретностью контакта, возможными локальными вспышками температуры, сложным напряженным состоянием, большими, близкими к предельным напряжениями на контакте, между разрушением металлов и сплавов при фрикционной и объемной усталости нет принципиального, качественного различия. [39]
Трение является диссипативным процессом, в котором основная часть работы внешних сил затрачивается на поглощение энергии материалом поверхностных слоев и образование теплоты. Процесс диссипации реализуется упругопласт ической деформацией поверхностных слоев металлов. При этом напряженно-деформированное состояние поверхностных слоев при трении имеет свои особенности. Так, в отличие от объемного напряженно-деформированного состояния, при трении максимальные напряжения возникают в микрообъемах поверхностного слоя. В связи с дискретностью контакта это происходит неодновременно и зависит от степени дискретности и условий трения, например, скорости скольжения. Так как в каждом микрообъеме при трении происходит циклическое изменение знака напряжений, то создаются условия для проявления эффекта Баушингера. Одновременность деформации и диффузии элементов среды накладывает особенности на механизм пластической деформации, который определяется также важным следствием активации поверхностных слоев - увеличением дефектности структуры металлов и сплавов. В целом в механизме разрушения поверхностных слоев при трении первична упругопластическая деформация. [40]
Число точек контактов зависит от чистоты поверхностей, точности изготовления и нагрузки. Под влиянием сжимающей нагрузки поверхности сближаются и число контактов увеличивается. В начале элементы контакта деформируются упруго, затем, по мере роста нагрузки, упругая деформация сменяется пластической. Формируются пятна касания - фрикционные связи, в которых участвуют не только вершины выступов, но и прилехающий к ним материал. При снятии нагрузки поверхности в основном восстанавливают свою форму и фрикционные связи разрушаются. При взаимном перемещения поверхностей вследствие дискретности контактов фрикционные связи возникают и разрушаются в течение определенного времени. Процесс деформации поверхностей, возникновения и разрушения фрикционных связей сопровождается переходом механической энергии в тепловую и развитием в местах контакта высокой температуры, изменяющей механические свойства поверхностных слоев. Поверхности изменяются также при физическом и химическом взаимодействии с окружающей средой в результате эффекта Ребиндера - адсорбционного понижения прочности материала, диффузионного его насыщения из окружающей среды и от противолежащей поверхности. [41]
На основании изложенного следует прийти к выводу о целесообразности определения рабочих размеров частиц или же их толщин в условиях воздействия нормальных усилий различной величины. Полученные толщины должны быть сопоставлены с толщинами граничных слоев масла на поверхностях. Опыты должны быть поставлены в условиях, исключающих возможность появления гидродинамического режима смазки. При такой постановке вопроса не игнорируется значение размеров, определяемых известным ранее способом. Размеры в поперечнике характеризуют общую дисперсность частиц и дают основание к сравнительным оценкам, например, при различных методах очистки масла в двигателях. Рабочие размеры частиц характеризуют их способность разделять поверхности трения, обеспечивать дискретность контакта и в конечном счете - противоиз-носное и антифрикционное действие механических примесей в масле. [42]
Страницы: 1 2 3