Реферат
ТЕРТЯ, катастрофічно ЗНОС, ТИСК, ТЕПЛОВОЇ ВИБУХ, термосилового СТІЙКІСТЬ.
Метою даної роботи є дослідження зносу покриття з урахуванням тепловиділення від тертя.
Дослідження в роботі проводяться аналітичним методом, схема контакту тіл через покриття була максимально спрощена, що зробило можливим розглянути велика кількість явищ, що відбуваються в зоні контакту.
В результаті виконання даної роботи побудовано рішення незв'язною задачі термопружності в квазистатической постановці. Отримано формули, що дозволяють розрахувати контактну температуру, напруження і переміщення в покритті, а також дослідити зв'язок між тиском і товщиною шару в залежності від часу.
Крім того отримані дві умови: «теплового вибуху» і термосилової стійкості покриття.
Введення
У роботі розглядається задача про стиранні (знос) пружного шару матеріалу (покриття). Покриття нанесено на тверде (недеформіруемое) тіло. По поверхні покриття ковзає і тисне на нього жорсткий штамп (плита). Схема контакту тіл через покриття максимально спрощена, що зробило можливим розглянути велика кількість явищ, що відбуваються в зоні контакту. Враховуються тепловиділення від тертя в області контакту, неоднорідність твердості по глибині шару, залежність коефіцієнтів тертя і зносостійкості від температури.
На основі рішення незв'язаної квазистационарной задачі термопружності для шару вивчено явище зношування покриттів при тепловиділенні від тертя, визначені зв'язок контактної температури з контактним тиском, визначений ресурс трибосопряжений при абразивному режимі зносу, визначено умову теплового вибуху.
Розглянута в роботі модель в першому наближенні може пояснити знос різних рухомих деталей, наприклад, тонких поршневих кілець, викликаний їх перегрівом.
1. Постановка завдання
Рисунок 1 - Схема контакту плити (штампа) з матеріалом покриття-шару
Нехай пружний шар початковій товщини жорстко зчеплений з нешаткою підставою. У поверхню шару зусиллям вдавлюється жорстка нескінченна плита. Припустимо, що ця плита рухається з постійною швидкістю в напрямку осі (малюнок) і в області контакту плити з шаром виникають сили Кулонівського тертя
,
де - коефіцієнт тертя, що залежить від часу.
Внаслідок тертя в області контакту відбувається знос поверхні шару (тобто товщина шару змінюється з часом) і виділяється в одиницю часу на одиницю площі контакту кількості тепла [1]
(1.1)
яке призводить до нагрівання поверхні шару, а також всієї плити до температури, що перевищує температуру нижньої межі шару. Припускаємо, що на нижній грані шару підтримується температура навколишнього середовища, яку приймаємо за початок відліку температур, тобто приймаємо.
Таким чином, формується потік тепла через шар, рівний при [2]
, (1.2)
де - коефіцієнт теплопровідності шару.
Умова балансу тепла при, тобто на поверхні шару дорівнює
. (1.3)
Потужність енергії, що йде на знос поверхневого шару, визначається співвідношенням
, (1.4)
де - ...
