Файл: Марочкин, В. Н. Прочность фрикционного контакта учеб. пособие по расчету узлов трения.pdf

90

Здесь х = 1,5 (формула 4.37).

Расчет параметра w для упругого взаимодействия выпол­ нен на основании теории Герца.

3/~ 3/1_uß)OR

Из приведенных в таблице 23 результатов видно, что рас­ четные значения коэффициента, полученные по формуле (6.27), соизмеримы с экспериментальными данными.

Малые значения коэффициента для различных режимов трения можно объяснить тем, что взаимодействия поверхно­ стей происходят на фактических площадях касания, а износ равномерно распределяется по рабочей площади. Исключение из этого составляет абразивный износ поверхностей, когда фактическая и рабочая площади взаимодействия мало отли­ чаются и коэффициент w соизмерим с единицей.

6.3. Расчет фрикционного контакта

Ис х о д н ы е п р е д п о с ыл к и для расчета

1.Расчет проведен для одного тела фрикционной пары на примере сжато-сдвиговой точечной модели при установив­ шемся режиме взаимодействия для предельно наклепанного материала.

2.Нагружение контакта осуществляется в местах наруше­

ния фрикционной связи и является динамическим, кратковре­ менным и концентрированным. Взаимное влияние не учиты­ вается,

91

3.Адгезионная связь рассматривается как граничное ус­ ловие, которое изменяет область взаимодействия и усилива­ ет сопротивление поверхностных слоев при нагружении.

4.Материал контактной зоны находится в упрочненном состоянии; напряжения не превосходят предела текучести.

5.Процесс трения сопровождается преобразованием и

рассеиванием работы (и мощности) внешних сил в тепловую и механическую энергию внутренних взаимодействий между отдельными частицами контактной зоны.

6.Износ принимается равномерным по всей номинальной поверхности и вызван необратимыми нарушениями межатом­ ных связей при многократных нагружениях контакта. Части­ цы износа абразивного действия не оказывают.

7.Методика расчета позволяет учесть роль іповерхпостноактивных веществ и изменение физико-механических свойств

материала в контактной зоне.

Общая часть

Предположим, что энергонагружение поверхностного слоя при нарушении фрикционной связи происходит па фактиче­ ской площади касания и охватывает объем взаимодействия Со=ф/гА г , где ф — параметр взаимодействия. Пусть подводи­ мая энергия при нормальном и касательном нагружении кон­ такта с учетом преодоления сил адгезионного взаимодействия составляет

жения на контакте, е и Л — относительные сближение и сдвиг при нагружении'контактной зоны и нарушении фрикционной связи;

Ua— работа внешних сил по преодолению адгезионного взаимодействия между сопряженными поверхностями. В пер­ вом приближении параметр взаимодействия ф можно принять равным единице. Обусловлено это тем, что величина ф опре­ деляется произведением двух сомножителей: ф=фгфгЗдесь

метр, учитывающий расширение зоны взаимодействия при на­ личии адгезионной связи (в среднем ф2=1,3).

Формирование фрикционной связи сопровождается «уда­

92

ром» отдельных выступов и мгновенным изменением скорос­ ти скольжения на контакте. В результате энергия к контакт­ ной зоне подводится с некоторой скоростью и, соответствую­ щей скорости деформации на контакте, а распространяется энергия в недрах контакта с большей скоростью V. Различия в скоростях нагружения контакта и распространения напря­ жения нарушают состоятше равновесия контактной зоны.

Распространение волны нагрузки происходит в контакт­ ной зоне, насыщенной различными дефектами в строении ма­ териалов, и при встрече с ними упорядоченное волновое дви­ жение претерпевает изменение, и механическая энергия преоб­

некоторый параметр взаимодействия, величина которого опре­ деляется из анализа характера нарушения фрикционной свя­ зи.

Величина параметра ф* показывает, какую часть от но­ минальной поверхности составляет рабочая поверхность и

При упругом нарушении фрикционной связи вся номинальная

ходит по рабочим плоскостям скольжения. В этих условиях

где рабочая поверхность разрушения мало отличается от фак­ тической площади касания поверхностей, через которую про­ исходит нагружение. При пластическом нагружении контакта

* Здесь теплосодержание окружающей среды незначительное по срав­ нению с теплосодержанием материала в поверхностном слое.

93