МОДЕЛИРОВАНИЕ САМОСМАЗЫВАНИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ В УСЛОВИЯХ ФРИКЦИОННОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ
Автор: Ирина Георгиевна Горячева
Организация: 1Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского РАН, Москва
Рис.1 Схема контакта (а) и зависимости (б) средней толщины образующейся на поверхности пленки от концентрации мягкой фазы (для двухкомпонентного сплава) при разных номинальных давлениях в области контактного взаимодействия.
Многокомпонентные антифрикционные сплавы и композиционные материалы широко используются в трибосопряжениях для снижения силы сопротивления в условиях фрикционного взаимодействия [1,2]. Такие материалы, как правило, состоят из матрицы (твердая фаза) и включений (мягкая фаза). Антифрикционный эффект в условиях контактного взаимодействия основывается на выделении мягкой фазы на поверхность композита при его взаимодействии с контртелом и формировании тонкой пленки смазочного материала (третьего тела), которая не только снижает коэффициент трения между взаимодействующими телами, но и предотвращает схватывание поверхностей и задиры в критических режимах трения, связанных с повышением давлений и температур в области контактного взаимодействия.
В данном исследовании рассмотрено фрикционное взаимодействие композиционного материала, состоящего из нескольких структурных элементов, отличающихся различными механическими и прочностными характеристиками, с поверхностью шероховатого контртела и предложена модель выделения на поверхность трения мягкой составляющей композиционного материала (рис. 1). Модель основана на анализе напряженного состояния и распределения температуры в композиционном материале на макроуровне (расчет осредненных величин внутренних напряжений с учетом микрогеометрии контактирующих тел и условий взаимодействия, в том числе фрикционного разогрева), а также на расчете напряжений, возникающих в структурных составляющих рассматриваемого материала [3].
Исследование выполнено при финансовой поддержке РНФ в рамках научного проекта № 22 49 02010.
1. Alexeyev N. and Jahanmir S. Mechanics of friction in self-lubricating composite materials: Mechanics of second-phase deformation and motion. // Wear, 166, 1993.
2. Kurbatkin I.I., Bushe N.A., Goryacheva I.G. and Zaichikov A.V. Influence of antifriction aluminium alloy composition on protected film formation in contact interaction, Friction and Wear, 27, No 4, 2006.
3. Маховская Ю.Ю., Горячева И.Г. Моделирование выделения мягкой фазы на поверхность многокомпонентного алюминиевого сплава при трении // Физическая мезомеханика. 2016, Т. 19, № 1, С. 15–23.
