Распределение напряжений в полосах скольжения и некоторые структурные предпосылки трещинообразования при трении, страница 8

4.  Изучено распределение нормальных и тангенциальных напряжений для пространства впереди головной части плоских дислокационных скоплений. Проведён численный анализ и построены графические зависимости силовой картины для данного пространства. Результаты распределения упругих полей отнесены к полосе скольжения, состоящей из двух и трёх плоских скоплений. Показано, что картина распределения нормальных напряжений сильно различается в зависимости от количества плоских скоплений в полосе скольжения и расстояния от головной дислокации скопления. В непосредственной близости от головной дислокации (x = 5 Å) распределение этих напряжений симметрично относительно направления скольжения, однако при удалении от неё (x = 50 Å) вид распределения меняется – по обе стороны от линии скольжения происходит смена знака напряжения и трансформация кривой σyy f(x, y), заключающаяся в существовании по обе стороны от линии скольжения напряжений противоположного знака, обуславливающих условия ротационной прочности. Увеличение числа плоских скоплений приводит к возрастанию абсолютного значения σyy и количества экстремальных точек на кривой σxy = f(x, y). Отмечается при этом расширение пространства упруго-напряжённого состояния решётки. Установлены закономерности изменения касательных напряжений σxy, заключающиеся в следующем: при фиксированном значении расстояния от головной дислокации вдоль линии скольжения (х) и увеличении количества плоских скоплений (n), число максимумов σxy и их амплитуда увеличиваются в строгом соответствии с ростом n. Наиболее интенсивный прирост амплитуды σxy имеет место при суперпозиции упругих полей двух плоских скоплений; вклад последующих скоплений в общую энергию значительно меньше. По мере возрастания x для всех значений n наблюдается уменьшение амплитуды σxy и расширение области их действия по нормали к плоскости скольжения (y).

5.  Изучена картина распределения знаков нормальных напряжений плоских дислокационных скоплений в полосе скольжения. Установлены границы областей и численные значения перепада униполярных напряжений для случаев от одного до трёх плоских скоплений. Проведён для этих условий анализ упруго-напряжённого состояния кристаллической решётки и связанных с ним аспектов микроразрушения металла. Показано, что образование клиноподобных областей с униполярными напряжениями обуславливает появление высоких локальных градиентов упругих напряжений, а ограниченная возможность их релаксации из-за развитой субструктуры в приповерхностном слое при фиксированном нагружении является основным условием развития ротационных мод пластической деформации, являющихся источниками разрушения. Границы этих областей являются критическими местами при зарождении элементов разрушения в силу асимметрии σyy и больших их градиентов.

6.  Проведён анализ взаимосвязи сочетания сложной картины силового поля полос скольжения с комплексом активизирующих разрушение факторов при трении. Высказаны предпосылки о возможном действии безактивационных механизмов зарождения трещин за счёт сильного локализованного сдвига в головной части широких полос скольжения и охрупчивания материала при уменьшении энергии поверхностных связей в присутствии жидкой смазочной среды. Обсуждается роль ПАВ в дисперегировании поверхностного слоя при адсорбции полярных молекул на поверхности. Отмечена роль совместного влияния сложной картины силового поля дислакационных скоплений и усталостных процессов на развитие источников разрушения. При фрикционном нагружении сочетание сложной картины силового поля полос скольжения с комплексом активизирующих разрушение факторов может обеспечить критическое диспергирование поверхностного слоя, когда реализуется переход металла из вязкого состояния в хрупкое; характер разрушения при этом переходе обычно изменяется от разрушения сдвигом к разрушению сколом.