Автоматизированная установка для исследования фрикционных характеристик поверхностей с анизотропной шероховатостью

• Автор: Чуркин, Александр Викторович
• Шифр специальности: 01.04.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Ижевск
• Количество страниц: 123 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ИЗУЧЕНИЯ ФРИКЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК МАТЕРИАЛОВ
1.1. Методы изучения фрикционных характеристик материалов
1.2. Аппаратура для исследования фрикционных характеристик материалов и пар трения
1.3. Выводы
ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА УСТРОЙСТВ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ С АНИЗОТРОПНОЙ ШЕРОХОВАТОСТЬЮ
2.1. Моделирование анизотропного трения
2.2. Выбор кинематической схемы установки
2.3. Конструктивные решения устройств измерения сил трения
2.4. Разработка системы управления измерительным элементом
2.5. Система управления усилием нагружения пары трения
2.6. Выводы
ГЛАВА 3. МЕТОДИКИ И РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ АНИЗОТРОПНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ
3.1. Модельные объекты для анализа фрикционных характеристик
3.2. Исследование модельных объектов на линейных траекториях ДВИЖЕНИЯ
3.3. Методика определения фрикционных характеристик на нелинейных траекториях ДВИЖЕНИЯ
3.4. Выводы

ГЛАВА 4. НОВЫЕ СРЕДСТВА ИССЛЕДОВАНИЯ МАТЕРИАЛОВ И ПОКРЫТИЙ
4.1. Установка для испытания фрикционных характеристик
МАТЕРИАЛОВ
4.2. Управление фрикционным взаимодействием пар трения
4.3. Алгоритмическое обеспечение процесса испытания
4.4. Особенности применения установки при электрохимическом анализе гальванопокрытий
4.5. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

Введение
Актуальность темы. Создание современной, конкурентно способной продукции в значительной степени зависит от свойств материалов, используемых при производстве машин и механизмов. Важное место в комплексе мер по обеспечению качества продукции занимают трибологические исследования, главной целью которых является разработка научнообоснованных способов снижения или управления трением, уменьшения и устранения износа.
Одними из наиболее важных трибологических параметров являются фрикционные характеристики материалов и покрытий, влияющие на надежность и долговечность машин в целом. Наличие большого числа процессов (физических, химических, электрических и др.), действующих в зоне контакта, создает известные трудности теоретического анализа процессов трения. Поэтому наиболее достоверную информацию при оценке характеристик взаимодействующих материалов пар трения и сопряжений дают экспериментальные методы, реализуемые специализированными лабораторными установками.
Неотъемлемой частью системы экспериментальных трибологических исследований являются вычислительные средства, назначение которых состоит в управлении экспериментом, контроле и регистрации измеряемых параметров, обработке результатов. При этом эффективность применения компьютеров в области экспериментальных исследований в значительной степени зависит от возможной реализации физического взаимодействия объектов и уровня автоматизации процесса испытания.
Характерной особенностью фрикционного взаимодействия анизотропных материалов является неколлинеарность векторов трения и скорости главного движения в зоне контакта. В этих условиях, исследование процесса трения на стандартных испытательных машинах не позволяет производить определение силовых параметров с необходимой точностью, что приводит к снижению
В данном случае, оси X и У расположены в соответствии с главными направлениями скольжения, а соответствующие этим осям коэффициенты трения представлены как КтрХ и ктрУ. Направление движения пары трения соответствует единичному вектору ё, расположенному под углом а (угол движения) к оси X. Для совершения движения в направлении ё необходимо приложить движущую силу Р ПО ЛИНИИ ОО! под углом (3 (угол приложения силы) к оси X. Возникающая сила трения Ртр компенсирует движущую силу трения Ртр= - Р.
В принятой модели анизотропного трения для составляющих силы трения по осям X и У имеем,
С другой стороны, если представить силу трения как функцию от направления движения можно записать,
где множитель Ж, cos2 р+ктрГ2 sin2 /3 называется эффективным коэффициентом трения.
А угол (3 запишется как,
Разница между величинами углов приложения движущей силы и направления движения будет представлять собой угол увода 9 = а - (3 (угол увода).
В случае взаимодействия пары изотропных тел угол а = р, и поэтому направление движения пары трения не имеет принципиального значения.
Отсюда,