Идентификация триботехнических характеристик металлополимерных трибосистем в активных водных средах

• Автор: Власенко, Илья Борисович
• Шифр специальности: 05.02.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 140 с. : ил.

Содержание
Введение

1.Полимерные композиты в водных средах

1.1 Антифрикционные полимерные композиты и область их

применения

1.2 Физико-химические процессы при работе трибосистемы

в водной среде

1.3 Влияние водных сред на технические параметры

трибосистем
1.4 Выводы

1.5 Цель и задачи исследований

2.Ползучесть полимерного композита в водных средах
2.1 Влияние жидких сред на жесткость композита
2.2 Идентификация параметров ядра ползучести
2.3 Работа алгоритмов программных модулей идентификации
2.4 Выводы
3.Методика экспериментальных исследований
3.1 Этапы исследований
3.2 Оборудование и инструмент
3.3 Материалы и образцы
3.4 Планирование экспериментов и обработка результатов
4. Работоспособность антифрикционных покрытий
4.1 Адгезионные свойства антифрикционных покрытий
4.2 Вязкоупругие свойства антифрикционных покрытий
4.3 Триботехнические свойства покрытий
4.4 Выводы
5. Промышленная реализация результатов исследований
5.1 Компоновка трибосистемы
5.2 Промышленные испытания
Общие выводы
Библиографический список
Приложение
Введение
Антифрикционные полимерные композиционные покрытия в опорных и уплотнительных трибосистемах в настоящее время являются одним из наиболее эффективных самосмазывающихся материалов с высокой несущей способностью. Расширение области их применения представляется весьма перспективной задачей.
В современном машиностроительном производстве используется большое количество различных водных технологических жидкостей: моющих, смазочно-охлаждающих, оксидировочных, для гальванических ванн декапировки, травления и других. В этих средах работает целый ряд механизмов: насосов, смесителей, активаторов и др. Смазывание обычными смазочными материалами открытых трибосистем в этих условиях невозможно, а износ и протечки уплотнений позволяют активным средам проникать в зону трения закрытых узлов и разрушать смазочные материалы и сами подшипники. Самосмазывающиеся материалы в этих условиях обладают определенными преимуществами.
Однако использование фторопластсодержащих композиционных покрытий делает необходимым экспериментальную оценку ресурса их работы в активных водных средах, которые конечно же должны снижать эксплуатационные характеристики покрытий. Износостойкость этих материалов необходимо учитывать даже несмотря на то, что после высыхания от ряда водных сред их свойства восстанавливаются, что имеет место при периодической работе агрегатов.
Таким образом, применение металлополимерных трибосистем с фторопластсодержащими композиционными покрытиями сдерживается отсутствием данных об их работоспособности в активных водных средах, которая определяется адгезией покрытий на субстрате и зазором трибосопряжения, состоящим из деформации ползучести и износа.
Изложенное подтверждает перспективность и актуальность развиваемых исследований и позволяет сформулировать их цель.

одно эллипсоидальное включение (Рис.2.1). В условиях этого допущения целесообразно рассмотреть процесс в осесимметричной постановке. Используемая модель влияния сжимаемой жидкости на сопротивление слоя покрытия одноосному сжатию будет учитывать изменение объема полости и вызываемое этим изменением увеличение давления, действующего на стенки полости. Для корректного описания этого явления необходимо наряду с глобальной цилиндрической системой координат (:z,r) ввести локальную систему (z,r), учитывающую деформацию рассматриваемой механической системы. Для этого вводятся уравнения движения конечноэлементной сетки, позволяющие на каждом шаге вычислять изменение объема жидкой полости.
Как принято при решении задач о взаимодействии жидкости с твердым телом [121], задание движений сетки будет происходить, исходя из определяемых в связанной задаче физических смещений, в данном случае, перемещений, вычисленных на границе в результате решения задачи механики.
Вычислительная техника для описания движущейся сетки называется методом Эйлера-Лагранжа (an arbitrary Lagrangian-Eulerian (ALE) method). В специальном случае по Лагранжу движение сетки следует за движением материала граничащей области. Метод используется в механике конструкций при сравнительно малых перемещениях. Если движение материала более сложное, как, например, в случае жидкости, применяется метод Эйлера, не учитывающий движение границ. ALE метод является промежуточным.
Рассмотрим описание движущейся сетки в двумерном случае. Пространственные координаты в неподвижной системе обозначим (х, у), а (X, Y) координаты узлов сетки при их начальной, недеформированной конфигурации. Для описания пространственных координат этих узлов (х, у) после деформации используются функции
х = х(Х, Y,t},y = у(Х, Y, /), (2.2)
где I - время или другой параметр.
Преобразования координат рассматриваются в двух системах (или фреймах):