Распределение напряжений в полосах скольжения и некоторые структурные предпосылки трещинообразования при трении, страница 7

     Особо следует отметить многогранное влияние ПАВ. Помимо пластифицирования поверхности твёрдого тела, существуют иные формы их взаимодействия. Как известно [143], самопроизвольное диспергирование и охрупчивание поверхностного слоя могут произойти из-за понижения свободной поверхностной энергии.

     Важную роль в разрушении поверхностей трения могут сыграть совместно налагающиеся прочностные свойства силового поля дислокационных скоплений и усталостных процессов. Анализ данных работы [175] показывает, что влияние даже неагрессивных жидких сред в комбинации с циклической и статической нагрузкой может привести к росту мелких, неразвивающихся микротрещин до величины магистральной трещины, способной вызвать разрушение. Наличие надрезов на поверхности подавляет пластическое трение материала и обеспечивает трёхосное растяжение, оказывающее значительное влияние на переход вязкого разрушения в хрупкое [176].

Исследование полей упругих напряжений дислокационных полос, локализованных вблизи свободной поверхности согласно дискретно-континуального метода установило, что характер перераспределения напряжений зависит от ряда параметров: угла между вектором Бюргера и поверхностью; расстояния от головной дислокации и поверхностью; длины скопления и числа плоских скоплений в полосе. Эти параметры определяют характер сил изображения, которые могут менять знак вдоль плоскости скольжения и числа плоских скоплений в полосе. Эти параметры определяют характер сил изображения, которые могу менять знак вдоль плоскости скольжения, что может привести к изгибанию плоскости или переориентировать её [232]. При наличии дислокационных полос структурные изменения в приповерхностном слое обусловленных не только плоскими скоплениями дислокаций, но и силами изображения.

Выводы:

1.  Расчётными методами изучено распределение упругих напряжений в головной части плоских дислокационных скоплений, являющихся основными источниками разрушения. Эта задача решалась на основе экспериментальных данных дислокационной структуры поверхностного слоя металла при трении, исследованной методом трансмиссионной электронной микроскопии. Рассмотрено действие, как осевых компонент тензора упругих напряжений, так и в пространстве впереди плоского дислокационного скопления. Эти результаты интерпретированы к полосе скольжения, состоящей из двух и трёх плоских скоплений. Проанализированы силовые аспекты образования микротрещин.

2.  Для выяснения условий критического упруго-напряжённого состояния разрушения материала, с помощью континуальной теории описания дислокационного скопления рассчитаны основные параметры всего плоского скопления – число дислокаций и его длина, по наблюдаемой его части. Измерение линейных размеров наблюдаемой части полосы скольжения проводилось на измерительном микроскопе ПУОС, включённом в линию ЭВМ «Минск-32» группы обработки фильмовой информации.

3.  Рассмотрено распределение нормальных и касательных напряжений впереди скопления в ортогональных плоскостях. На основе анализа этих напряжений рассчитанного плоского скопления показано, что по обе стороны от ядра головной дислокации, на расстоянии 33 Å, реализуются осевые нормальные напряжения, превышающие теоретическую прочность металла (никеля). Определены соотношения, описывающие спад этих напряжений при удалении от ядра головной дислокации. Оценены границы действия критических напряжений, достаточных для формирования микротрещин при фрикционном нагружении. Получены выражения для осевых касательных напряжений, действующих в плоскости скольжения и по нормали к ней. Показано, что вдоль плоскости скольжения значения этих напряжений, сравнимых с теоретической плотностью материала, распространяются на расстояние ~ 36 Å от ядра головной дислокации. Соответствующие значение этих напряжений по нормали к плоскости скольжения реализуются только на расстояниях, сравнимых с ядром головной дислокации, ввиду того, что функция σxy (0, y) быстро затухает. Оценены значения осевых нормальных и касательных напряжений с учётом взаимного влияния соседних плоских дислокацион-ных скоплений, составляющих полосу скольжения.