Обеспечение работоспособности металлополимерных трибосистем типа герметизирующих устройств на основе моделирования тепловых процессов

• Автор: Рубан, Анна Сергеевна
• Шифр специальности: 05.02.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 161 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1.АНАЛИЗ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ГЕРМЕТИЗИРУЮЩИХ УСТРОЙСТВ И МЕТАЛЛОПОЛИМЕРНЫХ ТРИБОСИСТЕМ
1 Л.Условия работы и конструктивные особенности металлополимерных трибосистем типа радиальных уплотнений

1.2. Режимы трения и влияние условий эксплуатации на трение и генерацию

теплоты

1.2Л. Режимы трения и влияние эксплуатационных факторов

1.2.2. Влияние контактною давления и температуры на трение и генерацию теплоты

1.3. Свойства материалов металлополимерных трибосистем

1.3.1.Свойства полимерных материалов

1.3.2. Свойства металлических материалов
1.4.Теплофизические свойства полимеров и ПКМ на основе ПТФЭ
1.4.1. Тепловое расширение
1.4.2. Теплопроводность
1.4.3. Теплоемкость
1.4.4. Влияние вида и концентрации наполнителя на теплофизические свойства ПКМ
1.5. Выводы о состоянии проблемы и задачи исследования
1.5.1 .Выводы о научно-техническом состоянии рассматриваемой
проблемы
1.5.2. Задачи исследования
ГЛАВА 2.ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ И ТРИБОТЕХНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПКМ И ТРИЕОССТЕМ
2.1. Объект исследования

2.2. Аналитические методы определения температуры и температурного
поля в трибосистемах
2.3. Методы экспериментального исследования теплофизических свойств композиционных материалов
2.4. Исследование механических и триботехнических свойств материалов металлополимерных пар трения
2.4.1. Методика исследования физико-механических свойств
2.4.2. Стенд и методика исследования триботехнических свойств

2.5. Установка и методика исследования тепловых процессов
2.6. Методика исследования совместного влияния концентрации наполнителя и контактного давления на температуру трения и
износ образцов
2.7. Методы исследования структуры ПКМ
ГЛАВА 3.ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ПТФЭ
3.1. Влияние концентрации наполнителя и контактного давления на механические и триботехнические свойства ПКМ
3.2. Исследование совместного влияния концентрации наполнителя и контактного давления на распределение температуры
3.2.1. Экспериментальное исследование распределения температуры трения
3.2.2. Теоретическое исследование распределения температуры
3.3. Влияние концентрации наполнителя и контактного давления на характеристики триботехнических свойств и температуру в зоне трения
3.4. Методика прогнозирования износостойкости ПКМ на этапе разработки композиционного материала для металлополимерного узла трения
3.5. Влияние концентрации наполнителя на фазовый состав и структуру ПКМ
3.6. Выводы

ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ В МЕТАЛЛОПОЛИМЕРНЫХ ТРИБОСИСТЕМАХ
4.1.Термодинамический подход в описании механизма трения и изнашивания
4.2.Расчет контактного давления
4.3.Моделирование тепловых процессов в металлополимерной паре трения радиального ГУ
4.4.Рекомедации по методике проектирования металлополимерных ГУ
4.5. Стендовые испытания
4.6.Вывод ы
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

определенной условности схем и моделей процессов в общих чертах выделяют основные положения (закономерности) современной теории трения и изнашивания материалов. Наиболее общее положение состоит в том, что при всём многообразии процессов, возникающих при внешнем трении можно выделить два:
-нормальное трение, сопровождающееся приспосабливаемостью и возникновением самоорганизующихся трибоструктур в результате кинетических фазовых переходов;
-прочее, неклассифицируемое трение, сопровождающееся явлениями повреждаемости и разрушения трущихся поверхностей.
Большая работа по обобщению и научному осмыслению обширного фактического материала по трению и износу материалов на основе полимеров проделаны группами ученых во главе с В.А.Белым [4], Ю.К.Машковым [58,63,64], Охлопковой А.А.[78]. Установлено, что определяющим фактором в механизме фрикционного взаимодействия полимеров и материалов на их основе, является изменение структурнофазового состояния на всех уровнях молекулярной и надмолекулярной организации полимера. Изменение структуры в поверхностных слоях полимерного материала при трении сопровождается переориентацией, аморфизацией, разрушением и рекомбинацией отдельных молекул и структурных образований. В результате трибодеструкции образуются активные элементы полярных молекул -свободные радикалы и т.д., которые в определенных условиях активно участвуют в адгезионном взаимодействии контактирующих поверхностей.
Введение в политетрафторэтилен дисперсных наполнителей способствует повышению интенсивности трибохимических процессов в поверхностных слоях материала. В этом случае кроме деструктивных процессов имеют место и структуирующие процессы, обусловленные, прежде всего, химической природой наполнителей, имеющих в своем составе переходные металлы и выполняющих каталитическую роль в