ОПРЕДЕЛЕНИЕ РЕОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СМАЗОЧНОГО МАТЕРИАЛА НА ПРИМЕРЕ ЦИАТИМ-221
Автор: Юрий Олегович Носов
Соавторы: Каменских А.А.
Организация: Пермский национальный исследовательский политехнический университет
Рис.1. Зависимость касательных напряжений от температуры при использовании модели Prony
В качестве механической модели смазочного материала, в обычных условиях, выступает классическая ньютоновская среда. В работе [1] показано, что смазочный материал может трансформироваться в тело Максвелла.
Для прогнозирования длительной работы конструкции, с использованием смазочного материала, предложен ряд моделей, которые учитывают как упругую, так и вязкую составляющую материала. В данной работе рассмотрено 2 модели: вязкоупругая модель Prony, и вязкоупругопластическая модель Anand. Anand, в отличии от традиционных подходов ползучести, в своей модели, вводит скалярную переменную – сопротивление деформации, которая используется для представления изотропного сопротивления неупругому течению материала. В качестве материала исследования выбрана смазка ЦИАТИМ-221.
Смазочный материал ЦИАТИМ-221 предназначен для смазывания узлов трения. В соответствии с ГОСТ 9433-80 смазочный материал имеет ряд характеристик: рабочие температуры от -60 до +150 ОС; эффективная вязкость при температуре -50 ОС не более 800 Па*с; предел прочности смазочного материала не менее 120 Па [2]. Помимо этого смазочный материал обладает тиксотропными свойствами, что позволяет ему в покое восстанавливать свою структуру в течение продолжительного времени.
Работа направлена на создание численной процедуры по поиску неизвестных коэффициентов для описания модели поведения смазочного материала. Поиск неизвестных основан на методе Нелдера-Мида с многопараметрической параметризацией, путем минимизации невязки между экспериментальными и численными данными. Рис. 1. результаты численного моделирования модели Prony в сравнении с данными натурных экспериментов [2].
Численный эксперимент на чистый сдвиг выполнен в прикладном пакете ANSYS Mechanical APDL. На основе полученных данных можно сделать вывод, что вязкоупругая модель Prony не подходит в качестве модели для описания смазочного материала.
Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда, проект № 22-29-01313.
