ИДЕНТИФИКАЦИЯ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ВЯЗКОУПРУГОГО ПОВЕДЕНИЯ ПАСТООБРАЗНЫХ СМАЗОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Автор: Юрий Олегович Носов
Соавторы: Каменских А.А.
Организация: Пермский национальный исследовательский политехнический университет
Рис. 1. Зависимость комплексного модуля сдвига в зависимости от температуры для смазок.
Активное развитие вычислительной техники позволяет решать задачи прогнозирования работы и рационализации конструкции при помощи численных алгоритмов [1]. В свою очередь, для минимизации погрешности между реальной конструкции и численной моделью необходимо учитывать поведение материалов элементов конструкции: физико-механические, термомеханические, фрикционные свойства и т.д. При этом, для реализации задач прогнозирования работы конструкции, необходимо учитывать динамические характеристики материалов [2].
В рамках работы выполнено экспериментальное исследование динамических характеристик пастообразных смазочных материалов, а также рассматривается задача идентификации математической модели их поведения. Пастообразные смазочные материалы активно используются в ответственных узлах трения мостовых сооружений. В качестве объектов исследования рассмотрены 4 смазочных материала: ЦИАТИМ-221, ЦИТАИМ-221F, ТОМФЛОН СК 170 FH, ТОМФЛОН СБС 240 FM. В рамках экспериментального исследования получены зависимости комплексного модуля сдвига материала в зависимости от температуры (рис. 1).
Можно заметить, что значение комплексного модуля сдвига при отрицательных температурах значительно возрастает, что связано с замерзанием смазочного материала и его переходу в твердое тело, что прослеживается при визуальных осмотрах смазки при экспериментах.
На основе экспериментальных данных проведена идентификация математической модели смазочного материала с использованием модели Ананд и рядов Прони на основе тела Максвелла [3]. Установлено, что данные модели можно использовать в рамках компьютерного инжиниринга при частотах свыше 1 Гц. Для малых частот необходимо использовать более сложные модели вязкоупругого поведения материала, подбор которых является дальнейшим направлением развития работы.
Работа выполнена при поддержке гранта РНФ № 22-29-01313
1. Adamov A.A., Kamenskikh A.A., Pankova A.P. Influence analysis of the antifriction layer materials and thickness on the contact interaction of spherical bearings elements // Lubricants. 2022. Vol. 10, No. 2. Art. 30.
2. Goryacheva I. G., Zobova A. A. Dynamics of deformable contacting bodies with sliding, rolling, and spinning // International Journal of Mechanical Sciences. 2022. Vol. 216. Art. 106981.
3. Каменских А. А., Носов Ю. О., Струкова В. И. Численная процедура идентификации свойств твердых смазочных материалов // Материалы XIV Международной конференции по прикладной математике и механике в аэрокосмической отрасли. 2022. С. 188-190.
