Изучение стационарных многообразий, формируемых в пространстве состояний динамических систем трения, и разработка на этой основе устройств динамической диагностики трибоузлов

• Автор: Семенова, Наталья Сергеевна
• Шифр специальности: 01.02.06, 05.02.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 230 с. : ил.

Введение.
1. Исследования в области динамики процесса трения. Виброакустичсская диагностика трибосопряжений. Цель и задачи исследования.

1.1. Моделирование динамики процесса трения.

1.2. Трение как нелинейная система динамической самооргшгизации. Избирательный перенос

1.3. Виброакустичсская диагностика процесса трения

1.4. Цель и задачи исследований.

2. Изучение формирования и преобразоватш стационарных состояний динамической системы трения.

2.1. Математическое моделирование динамической системы трения

2.2. Изучение преобразований точки равновесия динамической системы трения.

2.3. Влияние запаздывающих аргументов на формируемые многообразия. Бифуркации свойств динамической системы трения по величине запаздывающего аргумента.

2.3.1. Скалярная динамическая система. Функция сближения монотонна

2.3.2. Сисгема связанных колебаний в плоскости. Функция сближения монотонна
2.3.3. Скалярная динамическая система. Функция сближения монотонна. Запаздывающий аргумент зависит от смещения относительно точки равновесия в направлении X.
2.3.4. Система связанных колебаний в плоскости. Функция сближения немонотонна
2.3.5. Сисгема связанных колебаний в плоскости. Функция сближения немонотонна. Запаздывающий аргумент зависит от смещения относительно точек равновесия в направлении XI
2.4. Совместное влияние запаздывающих аргументов и кинетической
характеристики трения на многообразия, формируемые в пространстве
состояний.
2.4.1. Сисгема с монотонной функцией сближения и кинетической характеристикой трения не учитывающей изменение знака силы трения при варьировании скорости.
2.4.2. Система с монотонной функцией сближения и кинетической характеристикой трения учитывающей изменение знака силы фения при варьировании скорости
2.5. Формирование странных аттракторов в динамических системах трения
2.5.1 Формирование детерминированного хаоса типа аттрактора Лореща в динамической системе трения.
2.5.2 Формирование в динамической системе трения движений типа детерминированного хаоса
2.6. Выводы
3. Методика проведения исследований
3.1. Автоматизированный стенд и программноаппаратное обеспечение экспериментальных исследований динамики процесса трения.
3.1.1. Механическая часть.
3.1.2. Аппаратное обеспечение.
3.1.2.1 Прибор для записи и анализа виброспекгральных характеристик 2.
3.1.2.2 Интерфейсная плата вводавывода Е0.
3.1.2.3. Приборы и оборудование для организации исследований динамических систем трения.
3.1.3. Организация проведения исследований
3.1.4. Программное обеспечение
3.2. Экспериментальный анализ виброколсбаний при трении во времени и в фазовом пространстве
3.3. Спектральные характеристики.
3.4. Выводы
4. Виброакустическая диагностика эволюционных преобразований узлов трения.
4.1. Постановка задачи диагностики состояния трибосопряжений
4.2. Информационная модель динамической диагностики трибосопряжений.
4.3. Особенности аппаратурной реализации и организации функционирования систем диагностики состояния трибосопряжений.
4.4 Выводы.
Основные выводы и результаты.
Литература


Процесс образования и разрушения вторичных структур носят циклический характер. В результате процесса структурной приспосабливаемости происходит снижение интенсивности изнашивания и оптимизация коэффициента трения. Кинетические и энергетические условия самоорганизации трибосистсм представлены в работах 79. Комплекс энергетических и кинетических условий, механических, физикохимических и тепловых параметров самоорганизации представляет собой единую систему, приводящую к минимизации интенсивности износа и оптимизации коэффициента трения 9. Наиболее ярко самоорганизация проявляется в процессе трения медных сплавов по стали в режиме избирательного переноса, который характеризуется образованием систем снижения трения и изнашивания, обусловленных принципами наименьшего действия и обратной связи. При различном сочетании конструкционных и смазочных материалов в узлах трения осуществляется различное число систем снижения трения и изнашивания. Могут быть выделены системы, которые имеют автономный характер, то есть имеющие место не только в режиме граничного трения, но и в условиях избирательного переноса, например, электрофорез, полимеризация 0. В условиях трения при граничной смазке к системам снижения трения и изнашивания относятся приработка, упрочнение поверхностного слоя, поддержание равновесной шероховатости поверхностей трения, образование граничного слоя квазитвердого смазочного материала 2. Избирательный перенос характеризуется комплексом особых систем снижения трения и изнашивания систем снижения адгезии, снижения давлении на контакте, компенсации деформации и снижения сопротивления сдвигу поверхностного слоя, возвращение диспергированных частиц в зону контакта и наращивание ссрвовитной пленки на контакте, силы электрического кулоновского отталкивания заряженных пленок поверхностей, системы диссипации ,0. Системы автокомпенсации процессов изнашивания и снижения трения при избирательном переносе формируются и результате протекания физикохимических процессов в зоне трения. Физикохимические процессы на начальной стадии процесса трения активирование поверхности и трибодеструкция смазочного материала, избирательное растворение, пассивация, снижение свободной энергии , создают условия для образования на поверхности трения пленки и автоматически переносят процесс деформирования из поверхностного слоя детали в сервовигную пленку с особыми свойствами 0. Процесс трения сопровождаегся не только скачкообразшлм изменением триботехнических параметров, но и колебаниями концентраций компонентов смазочного состава, которые являются экспериментальным доказательством самоорганизации . Периодические колебания свидетельствую о возможности химического сопряжения в самоорганизации при трении за счет протекания в открытой системе фрикционного контакта трибохимических реакций комплексообразования и трибовосстановигельного распада координационных соединений, сопровождающихся выделением меди на поверхности трения , 5, 6. Протекание комплекса автоколебательных трибохимических реакций позволяет объяснить наблюдающиеся ранее периодические изменения размеров трущихся тел, причины образования и структурные особенности формирующейся на поверхности трения сервовитной пленки. В ходе автоколебаний фрикционная система, находящаяся в неравновесном состоянии, самоор1анизуется, что приводит к возникновению стационарного состояния с минимизацией трения и износа за счет формирования и непрерывной регенерации на поверхности структур, обеспечивающих, с одной стороны, непрерывную поддержку колебательного режима, а с другой стороны непрерывное обновление трущихся поверхностей 6. В заключении необходимо отметить, что появление временных и пространстве шых структур, проявляющихся в колебательном характере параметров трибосистем. Предпринятые попытки обоснования причин возникновения колебаний в трибосистемах, тем не менее, до сих пор не связываются в дальнейшем с самоорганизацией физикохимических процессов, которые протекают в зоне трения, хотя их многообразие может привести к качественно различным типам поведения трибологических систем.