Трение и изнашивание эластомеров в условиях контактно-динамического нагружения

• Автор: Копченков, Вячеслав Григорьевич
• Шифр специальности: 05.02.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Ставрополь
• Количество страниц: 424 с. : ил.

Глава 1. Анализ условий работы и износа оборудования при контактно-динамическом нагружении
1.1 Экономические аспекты актуальности проблемы изнашивания узлов и деталей машин в условиях контактно-динамического нагружения
1.2 Виды износа и качественная картина изнашивания узлов и деталей машин, изнашиваемых в условиях контактно-динамического нагружения
1.3 Гуммирование как способ повышения износостойкости деталей машин в абразивных средах
1.4 Современные представления об износе резин и анализ расчетных зависимостей для условий контактно-динамического нагружения

1.5 Цель и задачи исследований

Глава 2. Основные закономерности и механизм контактно-фрикционного взаимодействия твердой частицы с поверхностью резины

2.1. Теоретическое исследование движения частицы при ударе

2.1.1 Обоснование основных характеристик описания контактнофрикционного взаимодействия частицы поверхностью

2.1.2. Аналитическое определение пути скольжения частицы по поверхности

2.2. Экспериментальное изучение закономерностей движения твердой частицы при ударе

2.2.1. Экспериментальная установка и методика эксперимента
2.2.2. Влияние упруго-гистерезисных и триботехнических свойств резин на угол и скорость отскока
2.2.3. Относительное движение частицы и поверхности

2.3. Определение коэффициента трения при ударе
Результаты и выводы
Глава 3. Механизм изнашивания резин при одиночном ударе твердой частицей
3.1. Моделирование разрушения резин при прямом ударе
3.1.1 Напряженное состояние при упругом контакте
3.1.2. Экспериментальная установка для моделирования прямого удара
3.1.3. Эволюция процесса разрушения
3.1.4. Направление кинетика развития трещин
3.1.5. Деструктивный механизм разрушения поверхностного слоя под пятном контакта
3.1.6. Особенности изнашивания резин при прямом ударе в водной среде
3.2. Моделирование разрушения резин при косом ударе твердой частицы
3.2.1. Напряженное состояние, создаваемое сосредоточенной силой, действующей под углом к поверхности
3.2.2. Экспериментальная установка для моделирования удара под углом к поверхности
3.2.3. Эволюция процесса разрушения при косом ударе и механизм изнашивания резин
3.2.4. Кинетика развития трещин
3.2.5. Влияние смазочного материала на механизм и скорость разрушения
3.2.6. Влияние среды на силу трения при ударе
Результаты и выводы
Глава 4. Основные закономерности изнашивания резин при контактнодинамическом нагружении
4.1. Изнашивание резин в потоке твердых частиц

4.1.1. Экспериментальная установка для изнашивания в потоке твердых частиц
4.1.2. Основные закономерности и механизм изнашивания резин в потоке твердых частиц
4.2. Изнашивание резин в газоабразивном потоке
4.2.1. Установка для газоабразивного изнашивания
4.2.2. Износ и механизм изнашивания резин в газоабразивном потоке
4.3. Основные особенности гидроабразивного изнашивания резин
4.3.1. Установка для гидроабразивного изнашивания
4.3.2. Влияние условий нагружения и физико-механических свойств на износ резин при гидроабразивном изнашивани.,199
4.3.3 Механизм изнашивания резин в гидроабразивном потоке
4.4. Особенности механизма и закономерности изнашивания при низкоскоростном нагружении
4.4.1. Экспериментальная установка для исследования долговечности резиновых футеровок канатных блоков
4.4.2. Влияние нагрузки и времени испытания на износ
4.4.3. Эволюция и механизм изнашивания высокоэластичной футеровки на экспериментальной установке
4.4.4. Механизм изнашивания резиновой футеровки контртелом сложной формы
4.5 Виды механизмов изнашивания резин
4.5.1. Феноменологическая модель изнашивания резин при ударном и контактно-динамическом нагружении
4.5.2. Анализ видов изнашивания
Результаты и выводы

видно, что связь между этим объемом и объемом, в котором распределяется энергия в результате удара существует, но она трудно определима.
Это непростой вопрос, поэтому Г. Флейшер [214, 213] и вводит несколько понятий плотности энергии. Плотность энергии определена у него как отношение энергии трения к объему трущегося тела, испытывающего нагрузку. Мнимая плотность энергии по Флейшеру - это энергия трения, отнесенная к изношенному объему в процессе трения. Поэтому Г. Грегер вводит еще один вариант объема [44] - аккумулирующего, который тоже не имеет строго очерченных границ. Это объем, в котором аккумулируется энергия.
Интересный подход к определению объема диссипации энергии при определении плотности поглощенной энергии был предложен H.H. Голощаповым [41]. Объем определен из уравнения затухающих колебаний резиновой поверхности как вязкоупругой среды с одной степенью свободы
”УХ
2р-Inß-x)’ (1Л4)
где m -масса частицы, р- плотность эластомера, х~ коэффициент механических потерь.
Здесь в основе решения лежит известная [177] связь коэффициента механических потерь, эластичности и параметров нагружаемой системы, но которая применима только к прямому удару, так как здесь в коэффициенте механических потерь не учитывается внешнее трение.
Поэтому для условий косого удара, где необходимо учитывать силы трения, ее использование невозможно. Кроме этого при расчете по (1.14) плотность поглощенной энергии получается осредненной на весь объем, но из природы явления изнашивания следует, что необходимо учитывать распределение плотности поглощенной энергии по глубине изнашиваемого слоя.