Деформационно-спектральный анализ вторичных структур поверхностей трения деталей авиационной техники

• Автор: Варюхно, Владимир Васильевич
• Шифр специальности: 05.02.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Киев
• Количество страниц: 170 c. : ил

Глава I.ОБЗОР ВЫПОЛНЕННЫХ РАБОТ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ

ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Физико-химическая механика образования вторичных структур и их роль в процессе трения

1.2. Основные факторы, влияющие на образование вторичных структур

1.3. Методы анализа и оценки свойств вторичных структур, статистическая идентификация

1.4. Цель и задачи исследования

Глава 2. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Методика микромеханических испытаний

2.2. Вычислительные методы и обработка результатов измерений

2.3. Методика качественного анализа вторичных

структур поверхностного слоя

Глава 3. ПРИНЦИПЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ И ОЦЕНКИ СВОЙСТВ
ВТОРИЧНЫХ СТРУКТУР
3.1. Статистические модели строения и прочности вторичных структур
3.2. Оценка чувствительности отатистических характеристик вторичных структур
3.3. Основные закономерности изменения строения и прочности вторичных структур в период приработки
3.4* Основные закономерности изменения свойств
вторичных структур по глубине
Глава 4. ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ И УСЛОВИЙ ФРИКЦИОННО-КОНТАКТНОГО НАГРУЖЕНИЯ НА СТРОЕНИЕ

И СВОЙСТВА ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ И ЗАКОН (МЕРНОСТИ ОБРАЗОВАНИЯ ВТОРИЧНЫХ. СТРУКТУР
4.1. Строение поверхностного слоя при алмазноискровом шлифовании
4.2. Строение поверхностного слоя при электромеханической обработке
4.3. Строение поверхностного слоя упрочненных деталей, испытанных на износостойкость
4.4. Строение вторичных структур при обкатывании о проскальзыванием поверхностей трения
Глава 5. ДИАГНОСТИКА СВОЙСТВ ПОВЕРХНОСТНЫХ СЛОЕВ ДЕТАЛЕЙ АВИАЦИОННОЙ ТЕХНИКИ ПО СТАТИСТИЧЕСКИМ ХАРАКТЕРИСТИКАМ
5.1. Оценка свойств вторичных структур поверхностей, образованных при усталостном изнашивании
5.2. Оценка свойств вторичных структур поверхностей, образованных при кавитационном и эрозионном изнашивании
5.3. Оценка свойств вторичных структур поверхностей, образующихся при допустимых процеосах изнашивания
5.4.: Оценка свойотв вторичных структур поверхностей, образованных при абразивном изнашивании
5.5; Оценка свойств вторичных отруктур поверхностей,
образованных в начальной стадии заедания
5.6. Таблица идентификации видов изнашивания деталей
по деформационно-спектральным характеристикам
ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ
СПИССК Ж ТЕРАТУРЫ
Приложение I. Программы обработки экспериментальных
результатов
Приложение 2. Материалы практического использования
полученных результатов

Повышение качества, надежности, экономичности и производи« тельности машин - важнейшие задачи обеспечения эффективности общественного производства и ускорения технического прогресса. Как важнейшие эти задачи отражены в "Основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1981-1985 гг. и на период до 1990 года”, принятых на ХШ съезде КПСС. В решении этих задач важное место занимают вопросы управления процессами контактного взаимодействия в трущихся сопряжениях машин и механизмов, поскольку наиболее частой причиной отказов машин является не их разрушение вследствие недостаточной прочности, а износ поверхностного слоя узлов трения /56/.
В результате износа узлов трения возникают функциональные отказы, снижаетая производительность машин, увеличиваются затраты энергии на производство единицы продукции, появляются не предусмотренные расчетом дополнительные нагрузки и т.д. Потери, вызванные трением и износом машин, огромны и приводят к тому, что только б нашей стране 10-40$ машин простаивает /42/, семь миллионов человек занято на изготовлении запасных частей, 1/3 парка станков занята ремонтом и изготовлением запасных частей, 1/5 выплавляемого в стране металла затрачивается на запасные части /99/, стоимость капитальных ремонтов составляет 40 млн.руб. /100/. По данным Б.И.Костецкого, потери, вызванные трением и износом деталей машин составляют около 100 млрд.руб в год. Таким образом, разработка и внедрение научно обоснованных принципов управления свойствами поверхностей трения представляет собой актуальную проблему повышения износостойкости и надежности работы деталей и узлов машин в процессе их изготовления и эксплуатации, и основывается на исследовании состояния поверхностных слоев металлов

Как следует из рис.3.5, б, материал характеризуется наличием как относительно крупнофрагментной, так и мелкофрагментной структурой (в области частот 0,015 и 0,04 Гц соответственно). Срединная частотная составляющая сместилась в высокочастотную область | я 0,2243 х 10“1 Гц.
В процессе исследований было выявлено влияние величины зернах на чувствительность статистических характеристик. Исследованы образ цы-микрошлифы, изготовленные из лопаток газовой турбины реактивного двигателя с наработкой 2840, 4790 и 5650 часов (материал ХН70ВМТЮ (ЭЙ617). Величину зерна определяли на микроскопе МИ-1 при увеличении х100. Было выбрано несколько типичных зерен, и их размеры сравнивали с эталоном, приведенным в СТ СЭВ 1959-79. Установлено, что номер величины зерна образца-микрошлифа, изготовленного из лопатки с наработкой 2840 часов - 3, образцов с наработкой 4790 и 5650 часов - 4 и 5 соответственно.
Исследования проводили при нагрузке на индентор Р = 1,5 сН (средняя глубина сканирования 0,2 мкм). На рис.З.б изображены микрофотографии со следом индентора (а) и графики спектральных плотностей (б), полученные при сканировании в середине зерна № 3 (I), № 4 (2) и при прохождении по нескольким зернам № 5 (3),
Как видно, спектральные плотности различны как по величине, гак и по эффективной ширине в частотном диапазоне. Крупное зерно № 3 (кривая I на рис.З.б, б) характеризуется минимальной энергией сопротивления контактному деформированию вдоль трассы сканирования. В нем преобладают крупные фрагменты структуры. Значения дисперсии силы контактного взаимодействия и срединной частоты следующие: Цг= 0,1358 х Ю“2 Н2, 0,4521 х КГ1 Гц. Из сравнения этих характеристик с характеристиками зерна № 4 (кривая 2, на
Под величиной зерна понимается средняя величина случайных сечений зерен в плоскости металлографического шлифа.