Площадках фактического

Таким образом, при чистом сдвиге наблюдается «закон парности нормальных напряжений», по форме аналогичный закону парности касательных напряжений. На взаимно перпендикулярных площадках действуют главные напряжения, равные по величине, но имеющие противоположный знак.

перпендикулярно данному сечению, к площади этого сечения. Измеряется в кг/лш2 или ке/см?', в зависимости от знака различают сжимающие и растягивающие Н. н. Последние играют решающую роль в процессах хрупкого разрушения. Если на площадках действуют только Н. н. (без касательных), то объемное (трехосное) напряженное состояние может быть охарактеризовано тремя величинами, напр, в цилиндрическом стержне — осевым, окружным и радиальным Н. н.

г) Однородным полем напряжений в теле называется такое, при котором во всех точках тела на одинаково ориентированных площадках действуют одинаковые по величине и направлению напряжения. Особенно неоднородным поле напряжений оказывается в условиях, способствующих концентрации напряжений {при наличии концентраторов напряжений). Призматический брус, растянутый силами, равномерно распределенными по торцам, — пример тела, находящегося в однородном напряженном состоянии, т. е. тела, в котором поле напряжений однородно.

Для исследования поведения смеси при прессовании принципиально важно рассмотреть деформацию столба смеси / над моделью (см. рис. 25, а), так как недостаточная текучесть его является причиной недоуплотнения смеси в области 2. На рис. 27 приведена схема напряженного состояния столба смеси над моделью. Смесь сжимается между колодкой и моделью нормальным напряжением а; на этих же площадках действуют и касательные напряжения, возникающие вследствие трения смеси о колодку и модель. По другим площадкам смесь сжимается боковым давлением о2 = = сгз; эти напряжения можно принять главными.

В точке В (см. рис. 10.11) в двух взаимно перпендикулярных площадках действуют напряжения сти и о>в-

В режиме течения «ВС» оф является промежуточным главным напряжением, поэтому ?ф = 0, т. е. и = 0. Тогда из уравнения несжимаемости вытекает, что со зависит только от г: со = ш(г). Далее, находим, что ?,г = ?;7 = 0, а ц„= со' (г). Следовательно, координатные на правления г, z совпадают с направлениями площадок максимальной скорости сдвига. На этих же площадках действуют напряжения
Среди всех возможных направлений вектора нормали п существуют такие направления, для которых вектор напряжений рп параллелен вектору п. На соответствующих площадках действуют только нормальные напряжения, а касательные напряжения отсутствуют. Такие площадки называются главными, а нормальные напряжения на этих площадках называются главными напряжениями.

В этих площадках действуют также и нормальные напряжения, равные полусумме пивных напряжений.

8. На каких площадках действуют экстремальные касательные напряжения? Сколько таких площадок?

Наиболее опасной будет точка В, где в двух взаимно перпендикулярных площадках действуют сжимающие напряжения а и растягивающие окружные напряжения oolgp. Эквивалентные напряжения

Взаимное внедрение неровностей контактирующих поверхностей обусловлено не только технологией их обработки, но и неоднородностью механических свойств. Поликристаллическому чистому металлу и сплавам свойственна неоднородность кристаллического строения и структурных составляющих, которые могут иметь различную твердость и разную ориентацию кристаллических зерен, выходящих на поверхность. Вследствие этого на отдельных площадках фактического контакта, начиная с малых нагрузок, происходит взаимное внедрение твердых составляющих и кристаллов, обращенных к поверхности "сильными" гранями, в менее твердые структурные составляющие.

Установлено, что трение твердых тел имеет молекулярно-меха-ническую природу. На участках фактического контакта поверхностей, как показано в главе 1, действуют силы межмолекулярного притяжения, которые проявляются на расстояниях, в десятки раз превышающих межатомное расстояние в кристаллических решетках. При отсутствии либо наличии промежуточной вязкой прослойки (влага, загрязнение и т.п.) между контактирующими поверхностями молекулярные силы вызывают адгезию на площадках фактического контакта и поверхности как бы "прилипают" друг к другу. Строго говоря, адгезия имеет сложную природу. Поэтому наряду с молекулярной теорией существует несколько других теорий адгезии.

деформация на площадках фактического контакта, под которыми в данном случае следует понимать площадки наиболее близкого прилегания поверхностей, покрытых граничной пленкой смазочного материала, вплоть до мономолекулярного слоя. На площадках контакта происходит взаимное внедрение участков поверхностей без нарушения целостности смазочной пленки. Сопротивление движению при скольжении складывается из сопротивления сдвигу граничного слоя и сопротивления "пропахиванию" поверхностей внедрившимися объемами. Кроме того, на площадках контакта, подвергнутых наиболее значительной пластической деформации, и на участках с высокими локальными температурами может произойти разрушение смазочной пленки с возникновением адгезии обнажившихся участков поверхностей и схватывание металлов на микроучастках (см. рис. 3.3). Это вызывает дополнительное сопротивление движению и увеличение силы трения.

Вследствие малой амплитуды перемещения соприкасающихся поверхностей повреждения сосредоточиваются на небольших площадках фактического контакта. Продукты износа не могут выйти из зоны контакта, в результате чего возникает высокое контактное давление и увеличивается их абразивное действие на основной металл. Относительная скорость движения поверхностей при фреттинг-коррозии, как правило, небольшая. Так, в случае гармонических колебаний с амплитудой 0,025 мм и частотой 50 с~' максимальная скорость составляет 7,5, а средняя - 2,5 мм/с.

Если прикладываемая нагрузка при повторных ударах не превышает первоначальную, то выступы деформируются упруго, и сближение значительно меньше, чем при первом ударе (при первом ударе сближение определяется в основном исходной шероховатостью поверхности, пределом текучести или твердостью, а при повторных сближение зависит от модуля упругости и геометрии поверхности после первоначальной деформации). При небольшой внешней нагрузке местные давления на площадках фактического контакта при ударе могут достигать высоких значений и приводить область контакта в 'состояние пластического течения даже у металлов со значительной твердостью. Высокоскоростная пластическая деформация, которой при ударе подвергаются микровыступы, вызывает их мгновенный разогрев до высоких температур. Небольшие геометрические размеры единичной микронеровности (для шлифованой поверхности /г=10 мкм, г=50 мкм) затрудняют, а иногда делают невозможным непосредственное измерение температуры на ней. В таких случаях применяют моделирование, которое позволяет качественно или количественно исследовать интересущий нас процесс на модели. Исследователи, занимающиеся изучением механических процессов на поверхности контакта, для моделирования микровыступа использовали различные модели в виде тел правильной геометрической формы: конусоидальные, стержневые, клиновые, эллипсоидальные, цилиндрические, сферические и др.

Непрерывно, с определенной частотой активные области тончайшего слоя поверхности с образовавшейся рыхлой структурой вновь входят в контакт со сталью. Вследствие значительных термотоков при их благоприятной ориентации, а также высоких температур, обусловливающих высокую подвижность ионов меди, возрастает вероятность переноса меди на стальную поверхность с помощью электродиффузионного механизма. Механизм электропереноса заключается в направленной миграции ионов, образующих остов кристаллической решетки, под действием электрического поля, напряженность которого достигает значительной величины из-за высокой плотности тока на площадках фактического касания.

Все полимерные материалы обладают малой теплопроводностью и низким модулем упругости, что снижает эксплуатационные возможности этих материалов. Однако применительно к узлам трения низкий модуль упругости имеет и положительное значение, так как способствует увеличению площади фактического контакта в паре сталь — пластмасса и снижению действительных контактных напряжений. Трение двух поверхностей с различной жесткостью создает оптимальные условия для их взаимодействия [8]. Приработка полимерных материалов (в особенности термопластичных) при трении по стали осуществляется в основном за счет пластических деформаций их рабочих поверхностей. Низкий модуль упругости термопластов предопределяет малую чувствительность подшипников из этих материалов к перекосам вала [24, 50]. Металлические и, в частности, бронзовые подшипники чувствительны к неточностям сборки, которые приводят к резкому увеличению фактических контактных нагрузок. Взаимодействием разнотипных материалов и сохранением смазки между трущимися поверхностями (вследствие сравнительно небольших давлений на площадках фактического контакта пластмассы с металлом) можно объяснить высокую задиростой-кость этих пар трения в случае прекращения подачи смазки [8].

В работе использовался главным образом принцип физического моделирования, в соответствии с которым модель и натура имеют одинаковую физическую природу. В связи с отсутствием обобщенных уравнений метод физического моделирования является наиболее приемлемым. Принципиальное значение эксперимента проявляется в оценке объективности конечных результатов, в оценке правильности значений теоретических исследований и в возможности (при соблюдении методов подобия и моделирования) перенесения результатов модельных экспериментов на реальные объекты. В связи с большой стоимостью, трудоемкостью, уникальностью экспериментов, проводящихся в вакууме, в различных газовых средах, необходима разработка соответствующей методики в целях получения требуемой общности -результатов. В адгезионно-деформационной теории трения сила трения рассматривается как состоящая из двух компонент, характеризующих преодоление атомных и молекулярных связей, возникающих на площадках фактического контакта, и усилия деформирования микронеровностями весьма тонкого поверхностного слоя. Вследствие этого сила трения зависит от режима работы, фактической площади и микрогеометрии контакта, от механических свойств контактирующих тел, внешних условий, среды [20, 27, 34,41].

чае прекращения смазывания объясняется сохранением смазочного материала между трущимися поверхностями вследствие сравнительно небольших давлений на площадках фактического контакта пластмассы с металлом.

Если поликристаллическому чистому металлу свойственна неоднородность кристаллического строения, то большинство сплавов обладают также неоднородностью различных структурных составляющих по твердости и имеют разную ориентировку кристаллических ' зерен, выходящих на поверхность. В результате на отдельных площадках фактического контакта, начиная с малых нагрузок, происходит взаимное внедрение твердых составляющих и кристаллов, об-ращенньгх к поверхности «сильными» гранями, в менее твердые структурные составляющие и «слабые» грани кристаллов* Взаимное внедрение поверхностей твердых тел впервые экспериментально показал Л. В. Елин.

Деформация тел, в первую очередь неровностей их поверхностей, под действием сдвигающего усилия и противоположной ему неполной силы трения покоя вызывает предварительное смещение тел, предшествующее их относительному макроперемещению. Это впервые установил А. В. Верховский. Предварительное смещение мало по величине и пропорционально приложенной сдвигающей силе. Оно частично обратимо, т. е. после удаления сдвигающей силы происходит частичное обратное смещение. На площадках фактического контакта предварительное смещение равно нулю.