Брянск, Брянская область, Россия
Брянск, Брянская область, Россия
Брянск, Брянская область, Россия
УДК 621.891 Общие вопросы. Трение в машине
ГРНТИ 55.03 Машиноведение и детали машин
ББК 302 Проектирование
Цель исследования: оценка податливости плоского стыка фрактальных поверхностей под нагрузкой. Задача, решению которой посвящена статья: оценка сближения фрактальных поверхностей под нагрузкой. Методы исследования: моделирование контактного взаимодействия стыка, аналитические расчёты. Новизна работы: определены и обоснованы границы применения моделей контактного взаимодействия поверхностей (фрактальная и модель Герца). Результаты исследования: определена контактная жёсткость стыка плоских поверхностей для фрактальных моделей (пластический режим) и модели Герца (упругий режим), а также найдена точка перехода из одного режима в другой. Выводы: при разном параметре шероховатости податливость стыка падает с ростом нагрузки (увеличении сближения), а податливость при одних и тех же условиях растет с уменьшением параметра шероховатости и увеличением фрактальной размерности D.
фрактал, поверхность, контактная жесткость, модель, взаимодействие, податливость
Введение
Первичная поверхность отражает такие структурные особенности фрактальной поверхности, как наличие мелких локальных пиков, которые не могут быть выявлены после записи профилограмм, когда конечный радиус прибора после ощупывания поверхности приводит к формированию вторичной поверхности (профиля). Известные модели шероховатой поверхности представляют собой набор выступов в виде сферических сегментов (рис. 1). В частности, статистическая модель Гринвуда-Вильямсона [1] предполагает, что все выступы имеют один и тот же радиус скругления вершин микронеровностей r, а сами выступы деформируются упруго.
1. Greenwood J.A., Williamson J.B.P. Contact of nominally flat surfaces. Proceedings of the royal society A. 1966. V. 295(1442). P. 300-319.
2. Маджумдар А., Бхушан Б. Фрактальная модель упругопластического контакта шероховатых поверхностей. Современное машиностроение. Сер. Б. 1991. №6. С.11-23.
3. Xu, K., Yuan Y., Chen J. The effects of size distri-bution functions on contact between fractal rough surfaces. Aip advances 8. 2018. V. 075317. P. 1-14.
4. Pohrt R., Popov V.L. Contact mechanics of rough spheres: crossover from fractal to hertzian behav-iors. Hindawi publishing corporation advances in tribology. 2013. V. 974178. P. 1-4.
5. Kuo X., Yuan Y., Jianjiang C. The effects of size distribution functions on contact between fractal rough surfaces. AIP Advances 8. 2018. V. 075317. P. 1-14.
6. Hanaor D.A., Gan Y., Einav I. Static friction at fractal interfaces. Tribology International. 2016. V. 93. P. 229-238.
7. Jackson R.L., Streator J.L. A multiscale model for contact between rough surfaces. Wear. 2006. V. 261(1112). P. 1337-1347.
8. Jackson R.L., Green I. A statistical model of elasto-plastic asperity contact be-tween rough surfaces. Tribology international. 2006. V. 9(39). P. 906-914.
9. Yan W., Komvopoulos K. Contact analysis of elas-tic-plastic fractal surfaces. Journal of applied phys-ics. 1998. V. 84(7). P. 3617.
