Трение эластомеров, Моделирование и эксперимент, Горячева И.Г., Маховская Ю.Ю., Морозов А.В., Степанов Ф.И., 2017

Трение эластомеров, Моделирование и эксперимент, Горячева И.Г., Маховская Ю.Ю., Морозов А.В., Степанов Ф.И., 2017.

   В монографии изложены результаты исследований, которые проводились на протяжении многих лет сотрудниками лаборатории трибологии Института проблем механики им. А. Ю. Ишлинского РАН в области моделирования и экспериментального изучения фрикционных характеристик эластомеров. Приводятся решения контактных задач о фрикционном взаимодействии вязкоупругих материалов, моделирующих механические свойства эластомеров, с контртелами различной макро- и микрогеометрии. На основе полученных решений исследуется зависимость деформационной составляющей силы трения от условий взаимодействия, нагрузки и скорости скольжения, геометрических параметров взаимодействующих тел, а также сил молекулярного и капиллярного притяжения поверхностей. Приводятся результаты сравнительного экспериментального анализа фрикционных характеристик различных марок резин при их взаимодействии с твердыми шероховатыми поверхностями в условиях сухого и граничного трения.
Для специалистов в области механики контактных взаимодействий и трибологии, а также студентов и аспирантов технических университетов.




Эффект «тренировки» резины.
В предложенной методике проведения эксперимента учитывается эффект, подобный эффекту Патрикеева-Маллинза [26, 27], который заключается в том, что значение модуля упругости резины как при статическом, так и при динамическом нагружении зависит от уровня максимальной деформации, предшествующей опыту. Для оценки влияния эффекта Патрикеева-Маллинза было проведено исследование по ин-дентированию резины стальным шариком на микротвердомере, который позволяет регистрировать значения нормальной нагрузки и внедрения с высокой точностью при малых деформациях контактирующих тел. Фотография установки образца на микротвердомере показана на рис. 1.15. Поверхность резинового образца индентируется шариком диаметром 1,6 мм.

На рис. 1.16 представлены результаты индентирования резинового образца, не участвовавшего во фрикционном взаимодействии. Испытания проводились при постоянной глубине внедрения, равной 100 мкм. Число последовательно выполненных опытов равно 30. причем все опыты сделаны в одно и то же место исследуемого образца. Скорость деформации (нагружения) постоянна и равняется 0.001 мм/с. Анализ полученных результатов показал: при первом индентировании для достижения глубины внедрения в 100 мкм необходимо приложить меньшую нагрузку, чем в последующих индентированиях, осуществленных в одно и то же место с интервалом в 15 с. Причем все последующие тесты имеют одинаковый характерный вид.

ОГЛАВЛЕНИЕ.
Предисловие.
Список обозначений.
Глава 1. Экспериментальное изучение фрикционных характеристик эластомеров (А. В. Морозов).
1.1. Основные подходы к экспериментальному определению фрикционных характеристик эластомеров.
1.2. Оборудование.
1.2.1. Трибометр Т-10 (схема контакта шарик – диск).
1.2.2. Трибометр UMT-2 (схема контакта кольцо – диск).
1.3. Методика определения коэффициента трения эластомеров при разных схемах контактного взаимодействия (точечный и комформный контакты).
1.3.1. Методика проведения эксперимента на трибометре T-10.
1.3.2. Методика проведения эксперимента на трибометре UMT-2 в условиях сухого и смазанного контактов.
1.3.3. Эффект «третьего» тела и истории нагружения.
1.3.4. Эффект «тренировки» резины.
1.4. Методика построения карт трения.
1.4.1. Методика построения карт трения в заданных диапазонах изменения скорости скольжения, давления и температуры.
1.4.2. Методика оценки влияния физико-механических свойств эластомеров на коэффициент трения.
1.5. Исследование влияния геометрии поверхности контртела на коэффициент трения.
1.6. Изучение свойств поверхности и тонких поверхностных слоев эластомеров до и после трибологических испытаний.
1.6.1. Триботехнические исследования и результаты.
1.6.2. Микроскопические исследования и результаты.
Литература.
Глава 2. Расчет контактных и внутренних напряжений, а также силы трения при скольжении единичной неровности и системы неровностей по вязкоупругому полупространству (Ф. И. Степанов).
2.1. Подходы к изучению деформационной составляющей силы трения.
2.2. Скольжение гладкого индентора при наличии трения по вязкоупругому полупространству.
2.2.1. Постановка задачи о скольжении единичного индентора.
2.2.2. Метод решения контактной задачи о скольжении единичного индентора.
2.2.3. Анализ результатов решения контактной задачи.
2.2.4. Анализ напряженного состояния под единичным индентором.
2.3. Скольжение гладкого индентора по вязкоупругому полупространству при наличии пригрузки в виде двух сосредоточенных сил.
2.3.1. Постановка задачи о контакте с пригрузкой.
2.3.2. Анализ влияния пригрузки на контактные характеристики и силу трения.
2.4. Моделирование скольжения системы из двух инденторов по вязкоупругому полупространству.
2.4.1. Постановка задачи о скольжении двух инденторов.
2.4.2. Метод решения контактной задачи.
2.4.3. Анализ взаимного влияния инденторов на распределение контактных давлений и силу трения.
2.4.4. Анализ напряженного состояния под скользящими инденторами.
Литература.
Глава 3. Моделирование скольжения штампа с регулярным рельефом по вязкоупругому основанию в условиях граничного трения (И. Г. Горячева).
3.1. Подходы к анализу роли микрорельефа поверхности в формировании деформационной составляющей силы трения.
3.2. Плоская контактная задача о скольжении штампа с волнистой поверхностью по вязкоупругому слою.
3.2.1. Постановка задачи.
3.2.2. Метод решения.
3.2.3. Анализ контактных характеристик и силы трения.
3.3. Пространственная контактная задача о скольжении штампа с регулярным рельефом по вязкоупругому слою.
3.3.1. Постановка контактной задачи.
3.3.2. Модель материала.
3.3.3. Метод решения.
3.3.4. Анализ результатов расчетов.
3.4. Контактные задачи о скольжении штампа с периодическим рельефом по вязкоупругой полуплоскости.
3.4.1. Определяющие соотношения для вязкоупругой полуплоскости.
3.4.2. Постановка и метод решения периодической задачи для упругой полуплоскости.
3.4.3. Распределение давлений и силы трения при заданных формах рельефа в случае полного контакта штампа с вязкоупругим полупространством.
3.4.4. Невозможность полного контакта для пилообразных рельефов.
3.4.5. Форма деформированной поверхности вязкоупругой полуплоскости при приложении к ней кусочно-постоянного давления, перемещающегося с постоянной скоростью.
3.5. Расчет силы трения при скольжении индентора с фрактальной шероховатостью по вязкоупругому основанию.
3.5.1. Задачи для единичных штампов.
3.5.2. Индентор с фрактальной шероховатостью.
3.5.3. Анализ коэффициента трения.
3.6. Моделирование скольжения штампа с регулярным рельефом по вязкоупругому основанию при наличии в зазоре жидкой смазки.
3.6.1. Постановка задачи.
3.6.2. Метод решения задачи.
3.6.3. Анализ полученной системы уравнений.
3.6.4. Алгоритм численных расчетов.
3.6.5. Результаты и их анализ.
Литература.
Глава 4. Моделирование эффекта адгезионного взаимодействия эластомеров при трении (Ю. Ю. Маховская).
4.1. Развитие моделей адгезионного взаимодействия поверхностей.
4.2. Скольжение цилиндрической неровности по вязкоупругому полупространству при наличии адгезии.
4.2.1. Молекулярная адгезия между поверхностями в контакте скольжения.
4.2.2. Приведение контактной задачи к задаче Римана–Гильберта.
4.2.3. Влияние молекулярной адгезии на контактные характеристики и силу трения.
4.2.4. Капиллярная адгезия при скольжении цилиндра.
4.3. Скольжение сферической неровности по вязкоупругому основанию при наличии адгезии.
4.3.1. Постановка задачи о скольжении сферического индентора.
4.3.2. Решение задачи методом полос.
4.3.3. Эффект изменения адгезионных свойств в результате нахождения поверхностей в контакте.
4.3.4. Капиллярная адгезия при скольжении сферической неровности.
4.4. Эффект адгезии при скольжении тела с регулярным рельефом по поверхности вязкоупругого основания.
4.4.1. Постановка периодической контактной задачи.
4.4.2. Решение методом полос и режимы взаимодействия в отдельных полосах.
4.4.3. Влияние характеристик поверхностного рельефа на контактные характеристики и силу трения.
Литература.



Бесплатно скачать электронную книгу в удобном формате, смотреть и читать:
Скачать книгу Трение эластомеров, Моделирование и эксперимент, Горячева И.Г., Маховская Ю.Ю., Морозов А.В., Степанов Ф.И., 2017 - fileskachat.com, быстрое и бесплатное скачивание.

Скачать pdf
Ниже можно купить эту книгу по лучшей цене со скидкой с доставкой по всей России.Купить эту книгу


Скачать - pdf - Яндекс.Диск.




Теги: учебник по машиностроению :: машиностроение :: Горячева :: Маховская :: Морозов :: Степанов :: эластомер