Дисипативні властивості фрикційного контакту та їхній вплив на фретингостійкість трибосистем (123068)

Посмотреть архив целиком

Міністерство освіти і науки України

Хмельницький національний університет






Кирилков Володимир Андрійович


УДК 621.891



дисипативнІ властивості фрикційного контакту

та Їхній вплив на фретингостійкість трибосистем




Спеціальність 05.02.04 - Тертя та зношування в машинах




Автореферат
дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук





Хмельницький – 2008


Дисертацією є рукопис


Робота виконана у Хмельницькому національному університеті Міністерства освіти і науки України

Науковий керівник – доктор технічних наук, професор

Шевеля Валерій Васильович

Хмельницький національний університет,

професор кафедри фізики

Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор

Кузьменко Анатолій Григорович

Хмельницький національний університет,

завідувач кафедри зносостійкості і надійності машин

кандидат технічних наук, ст. наук. співробітник

Краля Віталій Олексійович

Національний авіаційний університет (м. Київ),

доцент кафедри технологій відновлення авіаційної техніки

Захист відбудеться «13» червня 2008 р. о 10:00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 70.052.02 у Хмельницькому національному університеті за адресою: 29016, Україна, м. Хмельницький, вул. Інститутська, 11, 3-й навчальний корпус, зал засідань.

З дисертацією можна ознайомитись у науковій бібліотеці Хмельницького національного університету за адресою: 29016, Україна, м. Хмельницький, вул. Кам’янецька, 110/1.

Автореферат розісланий « 7 » травня 2008 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради

доктор технічних наук, професор Калда Г. С.


ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ


Актуальність роботи. Довговічність та надійність машин в значній мірі пов’язана з довговічністю та надійністю роботи в умовах фретингу трибосполучень. Як відомо, в процесі динамічного контактування твердих тіл, що має місце при терті, відбувається безперервне підведення до трибосистеми механічної енергії та її розсіювання (дисипація), яке здійснюється як за захисними, так і за ушкоджуючими механізмами. Чим більша кількість енергії розсіюється за захисними механізмами, тим вища зносостійкість пари тертя. Відповідно, у збільшенні розсіювання підведеної механічної енергії за захисними механізмами фактично закладено ресурс підвищення працездатності вузлів тертя.

Значна частина дисипативних процесів пов’язана з проявом контактуючими матеріалами в’язко-пружних властивостей. Певні механізми внутрішнього тертя, що реалізуються при цьому, сприяють релаксації пікових контактних напружень і необоротному розсіюванню механічної енергії з перетворенням її в теплоту. Велика роль в розсіюванні підведеної механічної енергії належить також мастильним матеріалам. Взаємодія активованого тертям металу з компонентами середовища викликає трибохімічні дисипативні процеси з утворенням хімічних сполук, які також впливають на зносостійкість вузлів тертя. Таким чином, вивчення закономірностей дисипації механічної енергії, яка визначається реологічними властивостями як матеріалу пари тертя, так і мастильного матеріалу, та її зв’язку з фретингостійкістю має важливе значення для вирішення актуальної проблеми підвищення працездатності трибосистем.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконувалася відповідно до державних наукових і науково-технічних програм з пріоритетних напрямків розвитку науки і техніки «Новітні технології і ресурсозберігаючі технології в енергетиці, промисловості та агропромисловому комплексі», затверджених постановою Кабінету Міністрів України від 24.12.2001 № 171, сформульованого на основі Закону України «Про пріоритетні напрямки розвитку науки» від 11.07.2001 № 2623-ІІІ пріоритетного напрямку «Машинобудування і приладобудування як основа високотехнологічного відновлення усіх галузей», плану проведення науково-дослідних робіт Хмельницького національного університету в рамках держбюджетної теми № 5Б-2008 «Внутрішнє тертя фрикційного контакту і керування динамічною напруженістю та зносостійкістю механічних трибосистем» (№ ДР 0108U001278) та плану держбюджетних науково-дослідних робіт кафедри безпеки життєдіяльності.

Мета і завдання дослідження. Основною метою дисертаційної роботи є вивчення закономірностей впливу дисипативних властивостей фрикційного контакту на фретингостійкість трибосистем і розробка на їх основі рекомендацій з вибору реологічних параметрів, що забезпечують підвищення працездатності пари тертя.

Відповідно до мети були поставлені та розв’язані наступні завдання:

розробити методику дослідження дисипативних властивостей трибосполучення, засновану на збудженні і аналізі згасаючих крутильних коливань у контакті в режимі попереднього зміщення;

дослідити закономірності дисипативних явищ в умовах реверсивного попереднього зміщення;

вивчити зміну дисипативних властивостей контакту на ранніх стадіях низькоамплітудного фретингу;

вивчити розвиток фретинг-корозії та оцінити вплив релаксаційних явищ на фретингостійкість трибосистеми в умовах граничного тертя;

обґрунтувати принципи забезпечення фретингостійкості контакту пластичними мастильними матеріалами.

Об’єктом дослідження є фрикційний контакт, працюючий в умовах фретинг-корозії.

Предмет дослідження – дисипативні властивості та фретингостійкість контакту в умовах без мащення та мащення мастильними матеріалами.

Методи дослідження. В процесі експериментальних досліджень проводились: оцінка дисипативних властивостей контакту методом крутильного маятника, вимірювання коефіцієнта тертя в процесі фретингування із застосуванням методу тензометрії. Параметри шорсткості контактуючих поверхонь контролювались за допомогою профілографа-профілометра мод. «Калибр-ВЭИ». Також застосовувалась спеціальна випробувальна апаратура для визначення фізико-механічних властивостей матеріалу зразків. В теоретичних дослідженнях при побудові і розв’язанні математичних моделей використовувались методи теоретичної механіки і реології.

Наукова новизна одержаних результатів.

1. Розроблена методика оцінки дисипативних властивостей дозволила вперше дослідити реологічні явища при фретинг-корозії металів у зв’язку із трибологічними характеристиками вузла тертя.

2. Встановлено закономірності розсіювання механічної енергії в умовах реверсивного попереднього зміщення з урахуванням впливу амплітуди коливань, нормального навантаження, контактної температури, термообробки сталі, мікрошорсткості контактуючих поверхонь і тривалості контактування.

3. Показано, що логарифмічний декремент коливань, що є показником динамічних в’язко-пружних властивостей контакту, може служити мірою динамічної напруженості сполучених поверхонь, ступеня їхнього ушкодження і стадійності фретинг-процесу.

4. Встановлено, що граничні мастильні шари сприяють істотному подовженню інкубаційного періоду фретинг-процесу. При певних температурно-швидкісних режимах граничного тертя релаксаційне внутрішнє тертя металевої підкладки може виступати одним із факторів, які контролюють температурну та протифретингову стійкість мастильного шару.

5. Встановлено, що показники фретингостійкості пластичних мастильних матеріалів (коефіцієнт тертя та інкубаційний період) покращуються з підвищенням їхньої демпфірувальної здатності і зі зниженням опору зсуву.

Практичне значення одержаних результатів.

1. Проведено експериментальну оцінку фретингостійкості ряду технічних пластичних мастильних матеріалів з урахуванням впливу добавок, що мають пластинчасто-шарувату структуру.

2. На основі встановленого в ході досліджень взаємозв’язку між дисипативними властивостями мастильних матеріалів і їхньою фретингостійкістю запропоновано метод порівняльної експрес-оцінки антифретингової здатності пластичних мастильних матеріалів.

Впровадження результатів досліджень. Розроблений метод порівняльної експрес-оцінки антифретингової здатності пластичних мастильних матеріалів впроваджено у ВАТ «АК Адвіс» і на Волочиському машинобудівному заводі ВАТ «Мотор Січ». Метод використовувався при виборі пластичних мастильних матеріалів для змащування з’єднань деталей комбайну «Марал 125 - Поділля» та пересувної електростанції ПАЕС-2500.

Особистий внесок здобувача. Основні результати експериментальних та теоретичних досліджень отримані автором самостійно. Постановка завдань, вибір методів їхнього розв’язання виконані разом з науковим керівником. Особисто автором розроблено методику оцінки механічних втрат у фрикційному контакті [1], модернізовано установку для дослідження дисипативних властивостей контакту [2, 4], виконано експериментальні дослідження, обробку та аналіз усіх отриманих даних [1-10], сформульовано висновки за результатами досліджень впливу мастильних матеріалів на розвиток фретинг-пошкоджень [4, 6].

Апробація результатів роботи. Основні положення роботи доповідались і обговорювались на міжнародних науково-практичних конференціях «Динаміка наукових досліджень» та «Наука і освіта» (Дніпропетровськ, 2003-2005), на 7-му Міжнародному симпозіумі українських інженерів-механіків (Львів, 2005), на міжнародних конференціях «Вібрації в техніці та технологіях» (Полтава, 2005), «Теоретичні та експериментальні дослідження в технологіях сучасного матеріалознавства та машинобудування» (Луцьк, 2007), «Ольвійський форум 2007: стратегії України в геополітичному просторі» (Ялта, 2007) та на науково-технічних конференціях викладачів Хмельницького національного університету (Хмельницький, 2006-2008).


Случайные файлы

Файл
11197-1.rtf
143397.rtf
12785-1.rtf
104272.rtf
112245.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.