Исследование колебательных явлений, возникающих в процессе воздействия на материалы вращающимся диском

• Автор: Локтева, Наталья Александровна
• Шифр специальности: 01.02.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Новокузнецк
• Количество страниц: 173 с.

СОДЕРЖАНИЕ
СОДЕРЖАНИЕ
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ХАРАКТЕР ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ ТРЕНИЯ И ОСОБЕННОСТИ ПРОЦЕССА ЦИРКУЛЯЦИОННОГО ТРЕНИЯ
1.1. Существующие теории трения и эволюционные особенности их развития
1.2. Микрокинетика процессов трения и энергетическая область циркуляционного трения
1.3. Циркуляционный механизм трения и особенности его протекания
ВЫВОДЫ ПО ПЕРВОЙ ГЛАВЕ
ГЛАВА 2. МЕХАНИЗМЫ САМООРГАНИЗАЦИИ ТРИБОСИСТЕМ..
2.1. Виды термодинамической самоорганизации в парах трения и особенности самоорганизации циркуляционного трения
2.2. Особенности совместного механизма термодинамической и волновой самоорганизации процесса циркуляционного трения
2.2.1. Зона трения как термодинамическая лунка с сильно отличающимися по физическим свойствам материалом
2.2.2. Стоячие волны в термодинамической лунке
2.2.3. Организующее действие стоячих волн в зоне трения и возникновение узлов циркуляции
2.3. Использование волновых процессов в зоне трения для регулирования технологического процесса на основе циркуляционного трения
2.3.1. Классификация поверхностных волн, возникновение которых возможно при трении
2.3.2. Волны Рэлея и особенности их возникновения
в высокоэнергетической зоне трения
2.3.3. Характер изменения кинетики волн Рэлея при переходе через зону циркуляционного трения
ВЫВОДЫ ПО ВТОРОЙ ГЛАВЕ
ГЛАВА 3. ОЦЕНКА ДИНАМИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА В
УСТАНОВКЕ ЦИРКУЛЯЦИОННОГО ТРЕНИЯ
3.1. Особенности формирования модели
динамической системы установки
циркуляционного трения

3.1.1. Последовательность действий при вычислении моментов инерции и податливостей
3.1.2. Построение динамической модели машины
3.2. Формирование математической модели электромеханической системы
3.3. Численное исследование динамических процессов
в зоне циркуляционного трения
3.3.1. Формирование исходных данных расчетного эксперимента
3.3.2. Оценка результатов численного исследования
ВЫВОДЫ ПО ТРЕТЬЕЙ ГЛАВЕ
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЛНОВЫХ ПРОЦЕССОВ,
ВОЗНИКАЮЩИХ В ОБОРУДОВАНИИ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ЗОНЕ ПРИ ПОЛУЧЕНИИ
АМОРФИЗИРОВАННЫХ МАТЕРИАЛОВ
4.1 Методика лабораторного эксперимента
4.2. Оценка характера колебательного процесса при воздействии вращающимся с высокой скоростью инструментом на материал
4.3. Оценка результатов моделирования процесса обработки материала инструментом
ВЫВОДЫ ПО ЧЕТВЕРТОЙ ГЛАВЕ
ОСНОВНЫЕ ИТОГИ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

Условные обозначения
А внешняя механическая энергия
(7 энергия внутренних процессов
АЕ структурная энергия
О а энергия активации
(}ц энергия пассивации
(}р энергия, рассеиваемая узлом трения в виде теплоты и продуктов трения
Опг энергия, поглощаемая материалом системы трения
Овс энергия разрушения вторичных структур
ЛЕа энергия структурной активации от нормальных напряжений
АЕ; энергия структурной активации от касательных напряжений
Е модуль Юнга
с удельная теплоемкость
Р плотность
а0 температурный коэффициент объемного расширения
Т температура плавления материала
Т0 температура окружающей среды
а скорость волн Рэлея
(7 модуль сдвига
И коэффициент Пуассона
ик компонента смещения по оси х
]¥к компонента смещения по оси г
]Уок амплитуда нормального смещения на поверхности
Хк толщина поверхностного слоя, в котором локализуется рэлеевская
волна
х1 перемещение волны, идущей в сторону положительной оси у
х2 перемещение волны, идущей в сторону отрицательной оси у
с"/ амплитуда
/ частота
г время
X длина волны
V колебательная скорость в стоячей волне
р давление
/ момент инерции
с жесткость

ЙГ собственная частота
<2 значение радиус-вектора в фазовом пространстве частот колебаний
системы
ш количество частот, используемых для настройки модели

колебания наблюдаются и у таких пар, как дерево - сталь, чугун -асбофрикционный материал и др., которые по природе своей исключают возможность сварки. Кроме того, скачкообразное движение наблюдается при таких нагрузках, которые недостаточны для образования мостиков сварки. Очевидно, что теория Боудена и Лебена справедлива лишь в случае молекулярного схватывания и сваривания поверхностей.
Теорией, позволяющей объяснить те факты, которые не находят объяснения в теории Кайдановского и Хайкина, является теория, предложенная А.Ю. Ишлинским совместно с И.В. Крагельским [86]. Согласно этой теории, причиной, вызывающей релаксационные колебания, является зависимость силы трения покоя от продолжительности неподвижного контакта, т.е. реологических свойств фрикционного контакта. Однако эта теория, объясняя причину большей величины первого скачка и причину появления скачков в зонах малых скоростей, не учитывает изменения силы трения со скоростью, считая силу трения постоянной.
На основании анализа существующих теорий, объясняющих причины появления механических релаксационных колебаний, и исходя из выполненных в последнее время работ следует, что поскольку в процессе колебания имеет место как состояние относительного покоя трущихся элементов, так и состояние их относительного перемещения, на возникновение механических релаксационных колебаний влияют как статические, так и кинетические фрикционные характеристики. Следовательно, теория, объясняющая причину появления релаксационных колебаний процессами, происходящими при относительном перемещении соприкасающихся элементов, и теории, объясняющей появление колебаний процессами, происходящими при относительном покое этих элементов, не исключают друг друга, а дополняют, давая более полное представление о механизме и причинах скачкообразного перемещения трущихся поверхностей.
В общем случае наблюдаемые функции колебания могут быть подразделены на гармонические, квазигармонические, случайные