30. Поверхностные явления при наличии смазок.

Смазочный слой образует у поверхности твердого тела особую структуру, так как свободные связи атомов и молекул, расположенных в последнем слое, взаимодействуют с молекулами смазки и твердого тела.

Благодаря явлению адсорбции происходит образование тончайших пленок газов, паров и масел с ориентированными слоями молекул. Молекулы веществ, адсорбированных на поверхности твердого тела, присоединяются к металлу своим активным концом.

С увеличением расстояния от твердой поверхности ориентация молекул поверхностно-активного вещества (ПАВ) нарушается, а затем пропадает. Толщина граничного слоя зависит от строения молекул и внешних условий. Повышение температуры способствует дезориентации молекул и может привести к разрушению пристенного ориентированного слоя смазки.

В зависимости от строения молекул они могут иметь различную ориентацию у поверхности (не обязательно быть нормально расположенными к поверхности). Эти явления оказывают воздействие на поведение твердых тел. Так поверхностно-активная среда влияет на процессы разрушения и деформации твердых тел. Адсорбционные пленки приводят к эффекту пластификации, т. е. облегчают пластическое течение в зернах, расположенных в поверхностном слое, так как адсорбированный слой понижает поверхностное натяжение металла.

Попадая в микротрещины, смазка оказывает расклинивающее действие и может снизить прочность твердого тела. Таким образом, поверхностные слои твердого тела имеют сложную структуру как следствие процессов производства (изготовления) данной поверхности и процессов ее взаимодействия с окружающей средой при эксплуатации изделия.

31. Связь между степенью повреждения и выходным параметром изделия.

Закон изменения выходного параметра изделия во времени X(t) может как соответствовать, так и существенно отличаться от определяющей его временной зависимости для степени повреждения U(t), так как между ними имеется функциональная зависимость X = f(U), которая отражает структуру, назначение и принцип действия данного изделия. Линейный закон изменения степени повреждения во времени может привести к нелинейным временным зависимостям выходного параметра. Следует учитывать, что процесс повреждения связан с физикой явлений, происходящих в материале изделия, в то время как изменение выходного параметра отражает макропроцессы, происходящие в самом изделии.

В ряде случаев зависимость выходного параметра от степени повреждения может иметь зону нечувствительности с последующим резким изменением значения X (рис. в).

Пример: влияние степени коррозии резервуара на его способность воспринимать необходимое давление помещенной в нем жидкости. Вначале коррозия не влияет на выходной параметр — давление в резервуаре, но после любого локального повреждения стенки на глубину U = б резервуар теряет способность даже содержать жидкость. Аналогичные зависимости между X и U обычно имеют место при изменении условий работы изделия при достижении определенной (критической) степени повреждения (U_кр). Например, подшипник скольжения, работающий со смазкой (рис. г), при определенной величине диаметрального зазора обеспечивает жидкостное трение, и если выходным параметром является коэффициент трения, то его значение минимально. В процессе износа подшипника (в период пуска или реверса, когда нарушается жидкостное трение) диаметральный зазор растет и наступает такое его критическое значение, когда условия гидродинамической смазки нарушаются, характер трения изменяется, в результате чего коэффициент трения возрастает.