Трибология. Физические основы, механика и технические приложения. Беркович И.И - 119 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СамГТУ | Самара

Составители: 

Рубрика: 

310
1.20. 4.6. Общие сведения о проблеме моделирования изнашивания
В литературе, посвященной разработке моделей изнашивания материалов,
особое внимание уделяется двум этапам: разработке физической модели и ее рас-
четной аналогии. На первом этапе выбираются исходные положения, концепция
или теория, объясняющая физические аспекты процесса изнашивания, на втором -
устанавливаются расчетные зависимости скорости (интенсивности) изнашивания
от различных факторов. На протяжении развития трибологии было предложено
множество подходов к анализу явления разрушения материала поверхностного
слоя при трении. Самыми большими вехами в этом направлении, составившими
классику современной трибологии, можно считать труды отечественных ученых
М.М.Хрущева, В.Д.Кузнецова, И.В.Крагельского, Н.Б.Демкина, Ф.Р.Геккера,
М.Н.Добычина, Г.М.Харача, А.К.Зайцева и др., а также зарубежных ученых
Ф.П.Боудена, Д.Тейбора, Д.Арчарда, Т.Ф.Куинна, Польцера, и др.
В последние десятилетия наиболее интенсивно развивались представления о
физико-химическом взаимодействии поверхностей твердых тел, появлялись но-
вые расчетные модели, которые часто представляли собой вариации классических
выражений. Основной прогресс при изучении изнашивания во многом можно свя-
зать с появлением новых технических средств, которые позволили использовать
для анализа разрушения трудоемкие математические методы. В качестве примера
можно привести использование программного пакета ANSYS 5.1. или ABAQUS
для выполнения расчетов изнашивания соответственно методами конечных и гра-
ничных элементов.
Существующие расчетные модели изнашивания можно условно разделить на
четыре типа: эмпирические, полуэмпирические, энергетические и кинетические.
Эмпирические модели представляют собой математическую аппроксимацию
экспериментальных результатов. В них механические характеристики связывают-
ся с характеристиками процесса изнашивания (износостойкостью, скоростью из-
нашивания) через безразмерные эмпирические коэффициенты, не имеющие чет-
кого физического смысла. Наиболее распространены аппроксимации в виде ли-
нейных, степенных или экспоненциальных функций.
Полуэмпирические модели включают параметры, для каждого из которых ус-
тановлена связь с физико-механическими свойствами материалов, характеристи-
ками процессов и т.д. Экспериментальная оценка этих параметров позволяет про-
изводить анализ реальных физических явлений. Расчетные зависимости в полу-
эмпирических моделях строятся из физических соображений с учетом размерно-
стей параметров.
Энергетические модели появились на основе термодинамического анализа
процесса изнашивания. Параметрами энергетических моделей являются основные
термодинамические характеристики материала поверхностного слоя: энергия, эн-
тропия, температура и т.д. Расчетные зависимости этого типа содержат в своей
основе уравнения баланса энергии (энтропии).
Кинетические модели изнашивания построены на базе термофлуктуационной
концепции прочности твердых тел. Характерной особенностью этих моделей яв-
ляется использование подхода Больцмана для связи скорости изнашивания с

Страницы