Трение - эластомер
Cтраница 2
Величины VM и / шах изменяются в зависимости от вязкоупругих свойств эластомера. Несмотря на использование упрощенной модели, данная теория указывает на вязкоупругую природу трения эластомеров. Влияние изменений температуры и нормальной силы в приведенном анализе не рассмотрены. Теория предполагает наличие статического коэффициента трения при очень малых скоростях. Согласно теории смещение эластомера в области адгезионной связи происходит до тех пор, пока не будет преодолена локальная адгезия. Сила, вызывающая нарушение адгезии после бесконечно большого периода времени, будет обусловливать статический коэффициент трения, а на практике это будет соответствовать динамическому трению при очень малых скоростях скольжения. [16]
 |
Зависимость показателей истирания и трения от температуры для ненаполненных резин на основе. [17] |
Каждый минимум приблизительно соответствует максимумам на графике / - Ig F, так что можно говорить об адгезионном минимуме С и гистерезисном минимуме D. Согласно Грошу [10] адгезионный пик может быть уменьшен или устранен путем введения, например, порошка магнезии в зону трения эластомера с контртелом. [18]
За последние два десятилетия в исследовании эффектов поверхностного трения были достигнуты большие успехи. Большинство работ было посвящено изучению взаимодействия твердых тел ( обычно металл - металл) в условиях сухого трения или трения со смазкой и сравнительно мало внимания уделялось взаимодействию таких важных пар, как твердое тело - легкодеформируемое тело ( металл - эластомер, резина - бетон и др.) - В связи с тем, что в данной книге рассматривается главным образом трение эластомеров, исторический обзор по трению металлов весьма ограничен и основное внимание при этом уделяется исследованиям, где по крайней мере одна из взаимодействующих поверхностей - эластомер. [19]
 |
Коэффициенты трения полимеров. [20] |
Составляющая царапания и смятия при трении особенно важна при истирании или царапании поверхности. При этом наибольшее значение имеет относительная твердость двух материалов, поскольку более твердый материал образует царапины и выемки на поверхности более мягкого материала. Составляющая царапания при трении эластомеров на микроуровне аналогична раздиру. Например, при движении автомобильной шины по твердой поверхности наибольшие деформации наблюдаются в местах контакта неровностей поверхности с эластомером. При очень больших локальных деформациях происходит локальный раздир полимера и отрыв небольших кусков. [21]
Смещение этой зависимости по шкале температур вправо или влево обусловлено положением области стеклования того или иного полимера. Следовательно, адгезионный механизм трения эластомеров связывается с рассеянием энергии при многократных деформациях полимерных цепей, частично выходящих на поверхность в процессе непрерывного разрушения и восстановления физических связей между полимерными цепями и твердой гладкой поверхностью. [22]
В данном разделе рассматриваются две теории адгезии эластомеров, разработанные в последнее время. Унифицированная теория Каммера основана по существу на молекулярном подходе к явлению адгезии. Вторая упрощенная теория Лудема и Тейбора основана на суперпозиции площади контакта и сдвиговой прочности, что приводит к получению ожидаемого вязкоупругого пика при трении эластомеров. [23]
 |
Механизм сварки, среза и пропахивания поверхностей. [24] |
Механическая теория взаимных зацеплений выступов имеет тот недостаток, что не учитывает рассеивания энергии при взаимодействии выступов, а объясняет трение диссипацией энергии. По теории электростатического взаимодействия рассеивание электронов в зоне трения происходит в течение длительного периода времени, что должно снижать силу трения, но это пока на практике не установлено. Теория Боудена дает возможность наиболее удовлетворительно с физической точки зрения объяснить природу трения металлов на макроскопическом уровне. В случае трения эластомеров в настоящее время общепринятыми являются теории молекулярного взаимодействия. [25]
Третьему закону не подчиняются вязкоупругие материалы. Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что статическое трение для вязкоупругих материалов не имеет места вообще. Четвертый закон не соблюдается для любых материалов. Хорошо известно в настоящее время, что трение эластомеров имеет вязко-упругую природу. Существует мнение о том, что имеется еще пятый закон трения, который утверждает, что коэффициент трения есть материальная константа. Однако это утверждение скорее относится к наблюдениям ранних исследователей, а не есть самостоятельный закон трения. В связи с этим он не включен в перечень классических законов трения. [26]
Истирание резин и полимеров представляет собой сложное явление, зависящее от комбинации механических, механохимических и термохимических процессов. Все больше внимания уделяется причинам износа, способам его измерения, факторам, влияющим на его интенсивность, и приемам ее уменьшения. Как следует из молекулярно-кинетических теорий адгезии, рассмотренных в гл. Адгезия в свою очередь вызывает некоторое физическое разрушение поверхностей при трении. Это относится в полной мере к трению эластомеров по жесткому грубому контртелу. Не следует считать, что истирание происходит только на грубых поверхностях, так как трение возникает как на грубых, так и на гладких поверхностях. Советские исследователи [1] показали, что при трении по гладким поверхностям возникает новый механизм истирания - посредством скатывания. Очень трудно определить истирание резины в условиях скольжения с малыми скоростями по гладкой поверхности. Однако можно предположить, что истирание сопровождает адгезию во всех случаях и на практике следует выбирать оптимальные условия для обеспечения максимальной адгезии и минимального износа. [27]
Как было показано в разделе 3.6 шероховатую поверхность удобно рассматривать как совокупность беспорядочно расположенных идеализированных выступов определенной формы и размеров, поддающихся математическому описанию. Взаимодействие этих идеализированных выступов как с жесткими, так и с эластичными поверхностями при скольжении будет рассмотрено детально. Поведение сферических и цилиндрических выступов будет рассмотрено как при качении, так и при скольжении. Для коэффициентов трения скольжения и качения будут предложены аналитические выражения. Особое значение это имеет для оценки поведения шариков в обоймах подшипников, где преобладает трение качения и где важно снизить силы трения и износ особенно в условиях повышенных скоростей. Для того чтобы обеспечить свободное качение шарикоподшипников в реактивных двигателях, их монтируют с предварительным натягом при сборке. Трение эластомеров в условиях скольжения и качения возникает при движении автомобильных шин. В данном случае особенно важно понять различие в поведении конструкции как шины, так и дорожного покрытия. Если принять, что поверхность дороги хотя бы частично состоит из идеализированных выступов, то характер качения шины будет оказывать влияние на динамическое скольжение протекторной резины относительно отдельных выступов ( см. гл. При скольжении острые выступы дорожного покрытия могут привести к раздирай и разрывам протектора, что вызовет интенсивный износ шины. Смазка, введенная между взаимодействующими поверхностями, оказывает сложное расклинивающее действие и вызывает макроэластогидродинамические эффекты, которые будут рассмотрены в гл. В данной главе анализируются и сравниваются механизмы трения качения и скольжения по идеализированным элементам текстуры поверхности. [28]
Страницы: 1 2