3. Контактирование твердых тел.
3.1. Сближение твердых тел, фактическая площадь касания.
3.2. Контакт деформированного полупространства с абсолютно жесткой шероховатой поверхностью твердого тела (модель деформирования твердого тела при вдавливании индентора).
3.3. Отличительные особенности упругого насыщенного и ненасыщенного контактов.
3.4. Отличительные особенности пластического насыщенного и ненасыщенного контактов.
4. Силовое взаимодействие твердых тел.
4.1. Сила трения, сила трения покоя, сила трения скольжения.
4.2. Внешнее трение, условие внешнего трения (правило положительного градиента).
4.3. Деформационная и молекулярная составляющие силы трения. Общая сила трения, фрикционные характеристики (0 и ).
4.4. Физический смысл фрикционных характеристик (теория третьего тела).
4.5. Упругий ненасыщенный контакт (условия реализации, деформационная составляющая, коэффициент трения).
4.6. Упругий насыщенный контакт (условия реализации, деформационная составляющая, коэффициент трения, минимально возможный коэффициент трения).
4.7. Пластический ненасыщенный контакт (условия реализации, молекулярная и деформационная составляющие силы трения).
4.8. Пластический насыщенный контакт (условия реализации, молекулярная и деформационная составляющие коэффициента трения).
5. Виды и характеристики изнашивания.
5.1. Абразивное, молекулярное, усталостное, кавитационное, коррозионное, эрозионное изнашивание.
5.2. Механизм усталостного изнашивания (дислокации, полосы течения, микропоры, трещины).
5.3. Абразивный износ (твердость, размер зерна абразива, нагрузка, путь трения).
5.4. Характеристики изнашивания поверхности, интегральная интенсивность изнашивания (линейная, массовая, энергетическая).
5.5. Линейная, массовая, энергетическая интенсивности изнашивания.
5.6. Изнашивание при упругом ненасыщенном контакте.
5.7. Изнашивание при упругом насыщенном контакте.
5.8. Изнашивание при пластическом контакте.
Задания к практическим занятиям:
1. Определение вида контакта при внешнем трении в зависимости от условий скольжения.
Упругий ненасыщенный контакт имеет место для материалов с невысоким модулем упругости при контурных давлениях:
(1)
где – характеристика микронеровности поверхности, Рс – контурное давление, Е – модуль Юнга, μ – коэффициент Пуассона.
Упругий насыщенный контакт имеет место только при использовании материалов, обладающих сравнительно невысоким модулем упругости при контурных давлениях:
(2)
Верхний предел контурного давления соответствует значению, при котором начинает сказываться взаимное влияние микронеровностей.
Пластический ненасыщенный контакт при взаимодействии твердых тел с поверхностями, имеющими наиболее широко применяемую механическую обработку, имеет место при контурных давлениях:
(3)
Пластический насыщенный контакт имеет место при:
(4)
Верхний предел соответствует контурному давлению, приводящему к взаимному влиянию отдельных микроконтактов на их несущую способность. Следует отметить, что пластический насыщенный контакт достигается при использовании металлов только в тяжело нагруженных узлах трения, подшипниках скольжения, в соединениях с гарантированным натягом.
По предложенным данным (табл. 1) определить вид контакта.
Таблица 1 – Исходные данные
Вариант № |
Pc, МПа |
μ |
E, МПа |
|
HB |
эфф |
1 |
500 |
0,30 |
230 000 |
0,005 |
340 |
0,05 |
2 |
1 |
0,30 |
104 000 |
0,010 |
200 |
0,10 |
3 |
100 |
0,20 |
150 000 |
0,020 |
180 |
0,05 |
4 |
100 |
0,35 |
200 000 |
0,001 |
340 |
0,05 |
5 |
150 |
0,25 |
210 000 |
0,020 |
325 |
0,05 |
В выводах указать какой вид контакта получен и какие факторы определяет вид контакта.