Разработка метода расчета изменения силы трения покоя в элементах глубоководных подъемно-транспортных робототехнических комплексов

• Автор: Иванов, Сергей Дмитриевич
• Шифр специальности: 05.05.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 164 с. : ил

Содержание

Введение.
Глава 1. Современные представления о контакте твердых поверхностей и влияние специфических факторов погружных систем
1.1. Специфические условия работы элементов погружных систем
1.2. Элементы погружных систем робототехнических комплексов
1.3. Характеристики микрогеометрии поверхности
1.4. Контактирование шероховатых поверхностей
1.5. Учет волнистости поверхностей
1.6. Взаимодействие металлических поверхностей
в среде рабочей жидкости
1.7. Сила и коэффициент трения покоя
Глава 2. Исследование явления изменения площади
непосредственного взаимодействия твердых поверхностей в среде жидкой смазки
2.1. Контактирование сопряженных поверхностей в среде жидкой смазки
2.2. Модель контакта отдельных микровыступов в среде жидкой смазки
2.3. Изменение площади непосредственного взаимодействия отдельных микровыступов в среде жидкой смазки
2.4. Модель контакта шероховатых поверхностей в среде жидкой смазки

2.5. Изменение площади непосредственного
взаимодействия шероховатых поверхностей в среде жидкой смазки
2.6. Влияние волнистости поверхностей на картину
контакта
2.7. Расчет характеристик контакта твердых
поверхностей в среде жидкой смазки при повышенном давлении среды
2.8 Выводы
Глава 3. Экспериментальное исследование явления
изменения силы трения покоя на контакте твердых поверхностей в среде жидкой смазки
3.1. Методы экспериментальных исследований
3.2. Экспериментальная установка
3.3. Образцы для эксперимента
3.4. Обработка профилограмм рабочих
поверхностей
3.5. Методика проведения и результаты
эксперимента в камере высокого давления
3.6. Обработка результатов эксперимента
3.7. Расчет увеличения момента сил трения покоя в
торцовом распределителе гидронасоса
3.8. Выводы
Заключение
Список литературы
Приложения

Введение
Задачи освоения Человеком глубин Мирового Океана определяют необходимость создания и развития подводной техники. За сравнительно небольшой период времени подводные аппараты прошли путь от первых простейших образцов до многофункциональных робототехнических комплексов, использующихся для решения широкого круга научных и прикладных задач.
К числу наиболее актуальных применений современной подводной техники можно отнести [37, 43, 45]:
- обзорно-поисковые работы, включая поиск и обследование затонувших объектов, инспекцию подводных сооружений и коммуникаций;
- геологоразведочные работы, включающие топографическую и фото -видеосъемку морского дна, акустическое профилирование и картографирование рельефа;
- подледные работы, в том числе прокладку кабелей на арктическом дне, обслуживание систем наблюдения и освещения подледной обстановки;
- океанографические исследования, мониторинг водной среды;
- работы военного назначения, включающие, в частности, противолодочную разведку, патрулирование, обеспечение безопасности объектов военной техники.
Переход от решения чисто научных задач к выполнению практических, в том числе коммерческих, работ определяет бурные темпы развития этого сектора экономики промышленно развитых стран в настоящее время. Так, если к началу 80-х годов в мире эксплуатировалось около 130 подводных аппаратов различных классов, то к началу XXI века их число превышает 500 единиц [27, 72, 73]. При этом наибольшее развитие находят так называемые рабочие необитаемые подводные аппара-

На основе описанной модели в [13] приводятся расчетные зависимости для определения основных характеристик контакта двух шероховатых поверхностей, в виде, удобном для практических расчетов. Фактическая площадь контакта:
Аг=(2,35Ас1/2уЬ1/2уи1,2М/(21/2"К3Нтах 1/2)) 2у/(2у+1) (1.21);
абсолютное сближение:
а=(1,5тги1'2ЧсНт,х'7 <К3Ь))2/(2'"И| (1.22);
средняя толщина зазора:
И=Т1/(2ЬШ) - с„ 2/(2^1)Че 2,(2,*1|]Нтах (1.23),
где с„=1,5 л I .11/2/(кз Нтах% Ь); средняя площадь пятен контакта:
АА г=(ААс /2(2'''1)/(2у+1))(2135и1/2М/(КзНтах1/2ЬАс))2/(2у+1) (1.24). При этом условием применимости (1.21) -(1.24) является (1.20). Итак, аналитическое определение основных характеристик контакта двух шероховатых поверхностей требует использования некоторой упрощенной модели, основанной на введении ряда допущений. При этом точное решение задачи невозможно в силу случайного характера взаимодействия реальных поверхностей, сложности экспериментальных измерений и объективной условности в определении основных понятий. В связи с этим, целесообразно использовать достаточно распространенную, хорошо описанную в литературе и возможно более точную модель, с целью максимального использования результатов предыдущих исследований.