Файл: Комбалов, В. С. Влияние шероховатости твердых тел на трение и износ.pdf

В условиях, когда на результаты эксперимента существенно влияют случайные факторы, даже если расчетная модель верна,

такая зависимость должна в точности наблюдаться между рас­ четными значениями и соответствующими экспериментальными средними, полученными по достаточно большому (теоретиче­ ски — бесконечному) числу опытов п, так что гипотетическая линия у = х должна пониматься как линия средних значений, т. е. линия регрессии. Практически средние устанавливаются по ограниченному числу опытов (выборке), вследствие чего они, хотя и в меньшей степени, чем индивидуальные значения, тоже будут подвержены случайным вариациям, что снова вносит эле­ мент неопределенности в процедуру сопоставления эксперимен­ та с расчетом.

При этом, однако, очевидно, что если расчетная модель вер­ на, то выборочные средние должны колебаться относительно гипотетической линии регрессии лишь случайным образом, не имея тенденции к систематическим уклонениям от нее. В_таком случае есть основание считать, что гипотеза у = х , т. е. Важсп =

=7?°расч не противоречит опытным данным. В противном случае можно констатиро'вать существенные расхождения между тео­ рией и опытом.

Критерием такой оценки является критерий Фишера, опре­

При этом гипотеза об адекватности математического описания эксперименту отвергается на уровне значимости /?, в случае если

82

—k—\\ z2n= n (n — 1) из таблиц «Математической статисти­ ки» [7].

В табл. 28 приведены результаты анализа для четырех серий проведенных экспериментов при уровне значимости р = 5%.

Из представленных данных следует, что результаты расчета по формуле (IV.30) не противоречат результатам эксперимента

вслучае варьирования давления Рс (серия I). Это означает, что

впределах проведенного эксперимента влияние фактора давле­ ния в расчетной модели учтено правильно.

Аналогичное заключение можно сделать по результатам ана­ лиза серий II, IV, где учитывалось влияние на критерий А от-

метра Ra (1 — серия I; 2 — серия II; 3 — серия III; 4 — серия IV ). Вычислялся критерий А, затем по формуле (III. 11) пересчиты­ вался на параметр R*a.

§9. Сопоставление результатов расчета

сэкспериментальными данными литературных источников

Для анализа полученной расчетной зависимости критерия от нагрузки для случая упругого контакта были использованы экс­ периментальные данные [14] по изучению влияния нагрузки, скорости и твердости материалов на характер и величину изме­ нения характеристик шероховатости приработанных стальных поверхностей в условиях скольжения и граничной смазки АК-6 *.

*Автор выражает глубокую благодарность И. А. Вяткину и В. Т. Фонотову за любезно предоставленный большой экспериментальный материал.

коэффициентом трения и комплексным критерием

Формула (VI.5) справедлива для рассматриваемого нами слу­ чая, когда деформациями более жесткого контртела можно пренебречь.

Из этой формулы следует, что кривая, определяющая зави­ симость коэффициента трения от критерия Д, имеет ми­ нимум, обусловленный переходом упругих деформаций в пла­ стические.

Контурное критическое давление РСкр , соответствующее мо­

менту перехода, определяется по формуле (V.1). На расположе­ ние минимума оказывает влияние величина молекулярной сла­ гаемой коэффициента трения. С увеличением критерия А моле­ кулярная слагаемая уменьшается пропорционально величине А в степени v /(2 v + l), а механическая слагаемая увеличивается пропорционально А в степени v/2v+l. Однако следует отметить, что увеличение происходит значительно медленнее, чем падение, вследствие некоторого различия в коэффициентах Аг и В'. На фиг. 42 в качестве примера приведен теоретический график, иллюстрирующий это положение применительно к трению пары

полагается, что скорость скольжения не изменяет физико-меха­ нических свойств поверхностного слоя резины.

87

§ 2. Экспериментальная проверка формул расчета коэффициента внешнего трения

Исследование коэффициента трения упруго контактируемых по­ верхностей проводилось на парах трения металл — полимер в области небольших удельных давлений и малых скоростей скольжения.

Экспериментальная зависимость коэффициента трения от степени шероховатости поверхности для пары трения металл — полимер исследовалась на машине трения ГП (горизонтальная плоскость).

Методика проведения эксперимента на приборе ГП. Цель испытания на приборе трения ГП — установить зависимость коэффициента трения пары металл — полимер от степени шеро­ ховатости металлической поверхности без приработки полимер­ ного образца (одноцикловое трение). Прибор ГП позволяет проводить испытания при малых скоростях скольжения (от 0,0096 до 1,2 см/мин) и сравнительно небольших нагрузках

(до 10 кг).

Принципиальная схема прибора приведена на фиг. 43.

На движущемся столе ()) укреплен с помощью прижимов плоский стальной образец (2) с заданной шероховатостью (об­ разцы шероховатости поверхности по ГОСТу 9878—60), по кото­ рому скользит торцом цилиндрический полимерный образец (3). Передвижение стола осуществляется посредством механического

Т а б^л и ц а 29

тянущего устройства (4), выполненного на базе прибора КЭП-12У. Нагружение производится гирями (9). Сила трения^ замеряется системой: тяги (5) — тензометрическая балка (6) — усилитель (7). Запись величины силы трения осуществляется на ленте осциллографа типа Н-700 (8). Привод позволяет ступен­ чато изменять скорость передвижения стола от 0,01 до 1 см/мин. Нагрузка на образец (2) и контртело (3) осуществлялась ги­ рями (9) через точечную опору (10) и подпятник (11), что позволило исключить возможные перекосы при установке узла трения.

88