Моделирование взаимодействия цилиндрических и сферических тел с покрытиями …
1
УДК 539.3
Моделирование взаимодействия цилиндрических
и сферических тел с покрытиями
при износе и тепловыделении
Е.А. Губарева, Т.Ю. Мозжорина, А.Н. Щетинин
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, 105005, Россия
Рассмотрена схема контакта цилиндрических и сферических тел с упругими мяг-
кими покрытиями, позволяющая учитывать большое число явлений, протекающих
в области контакта. С использованием ранее предложенной авторами формулы
для определения нелинейной зависимости модуля силы трения от контактного
давления и температуры получено выражение для максимальной температуры в
области контакта, найдены значения критической скорости, при которой проис-
ходит подплавление одного из покрытий. Полученные результаты могут быть
применены для решения многих инженерных задач, поскольку представлены в виде
простых формул.
Ключевые слова:
покрытие, трение, тепловыделение, контактное давление, кон-
тактная температура, износ.
Введение.
Изучение контактных задач для тел с покрытиями
представляет большой практический интерес, поскольку такие иссле-
дования могут быть применены для создания методик расчета при
решении многих технических задач [1–11]. Задача моделирования тел
с покрытиями при износе и тепловыделении рассмотрена в рабо-
те [1]. Кроме того, в [2] была предложена формула для определения
зависимости коэффициента трения от контактного давления. Взаи-
модействие контактирующих цилиндрических поверхностей описано
в работе [3]. В настоящей работе исследуются вопросы о контакте
цилиндрических тел (случай трения оснований цилиндров) и о кон-
такте сферических поверхностей. Такие ситуации часто встречаются
в технике.
Постановка задачи о контактном взаимодействии двух тел с
тонкими мягкими покрытиями.
Рассмотрим процесс трения двух
твердых изотропных тел. Пусть на поверхность одного тела нанесено
покрытие
1
начальной толщиной
10
,
h
а на поверхность другого —
покрытие
2
начальной толщиной
20
,
h
механические и теплофизиче-
ские характеристики покрытий различны. Полагаем, что модули
упругости тел значительно превосходят модули упругости покрытий,
и тела по сравнению с их покрытиями можно считать абсолютно
