АНАЛИЗ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ СЛОЯ СКОЛЬЖЕНИЯ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ВАРИАНТАХ ВЫБОРА МОДЕЛИ ПОВЕДЕНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Автор: Анастасия Петровна Панькова

Соавторы: Каменских А.А., Носов Ю.О.

Организация: Пермский национальный исследовательский политехнический университет

Качественный подбор модели поведения полимерных и композиционных материалов при реализации работы реальной конструкции является актуальной задачей. Данные материалы применяются в большом разнообразии современной промышленности, в частности в узлах трения. Однако, для упрощения реализации рабочих процессов многими учеными-исследователями рассматривается упругое или упругопластическое поведение [1]. Данное упрощение не дает полного описания картины деформационного поведения конструкции в целом и полимерного слоя скольжения в частности.

В работе, в качестве полимерного материала рассматривается модифицированный фторопласт. В качестве вязкоупругой модели поведения была выбрана модель Prony. Для получения коэффициентов, которые требуются для описания вязкоупругого поведения материала, был воспроизведен натурный эксперимент [2] в численной реализации в инженерном программном комплексе Ansys Mechanical APDL.

Для подбора настроек и параметров модели была реализована тестовая задача о контактном взаимодействии двух стальных элементов через полимерную прослойку (рис. 1).

Рис.1. Тестовая задача: а) модель; б) конечно-элементная сетка

В рамках работы было проведен сравнительный анализ трех моделей поведения: упругой, упругопластической [3], линейной вязкоупругости [4] – при реализации контактного взаимодействия стальных плит с полимерной прослойкой. Влияние описания модели поведения материала антифрикционной полимерной прослойки на деформационное поведение контактных узлов трения было изучено и получены количественные и качественные закономерности.

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда, проект № 22-29-01313.

1.Adamov A.A., Kamenskikh A.A., Strukova V.I. Influence of geometry and configuration of the spherical sliding layer of bridge bearings on the structure working capacity // Computational Continuum Mechanics. – 2021. – Vol. 14, № 3. – P. 289-299.

2.Адамов А.А., Матвеенко В.П., Труфанов Н.А., Шардаков И.Н. // Методы прикладной вязкоупругости. Екатеринбург: УрО РАН. 2003. 411 с.

3.Kamenskih A. A., Trufanov N. A. // Regularities Interaction of Elements Contact Spherical Unit with the Antifrictional Polymeric Interlayer. Friction and Wear. 2015. Т. 36, № 2. Pp. 170-176.

4.Ильюшин А.А. Победря Б.Е. // Основы математической теории термовязко-упругости. Изд-во «Наука». 1970. 281 с.