Анализ принципиальной схемы оценки работоспособности механической системы стальной вал / полимерный подшипник скольжения по критериям ИУП, страница 2

- магистральная трещина недопустимой длины или площади;

- разрушение (разделение на части) элементов и др.

При прямом эффекте предельное состояние достигается преимущественным развитием магистральной усталостной трещины (объемное разрушение), тогда как процессы изнашивания оказываются сопутствующими. Характеристика , являющаяся пределом выносливости вала с учетом влияния процессов трения и изнашивания при действии контактного давления р, количественно описывает прямой эффект.

Изучить прямой эффект экспериментально можно двумя методами. Метод комплексных испытаний состоит в том, что процессы трения, изнашивания и (механической) усталости одновременно, в совокупности, в течение всего времени испытаний. При этом изучают влияние условий процесса трения на изменение характеристик сопротивления усталости одного из элементов системы. Метод последовательных испытаний состоит из двух этапов и заключается в том, что на первом этапе производят испытания на трение и изнашивание при заданных условиях контактного взаимодействия элементов узла трения в течение установленного времени, а на втором этапе один из элементов узла подвергают усталостным испытаниям, определяя его характеристики сопротивления усталости.

Влияние процессов трения и изнашивания на изменение характеристик сопротивления механической усталости можно охарактеризовать коэффициентом прямого эффекта:

К_D =

По существу, коэффициент К_D является прочностной характеристикой.

Вопрос №3

Когда Вы изучили основные закономерности прямого и обратного эффектов, стало ли Вам понятнее, что такое трибофатика? В чем ее отличие от трибологии, механики усталостного разрушения, других дисциплин, изучающих проблемы прочности, проблемы поверхностного и объемного разрушения (сопротивление материалов, детали машин, строительная механика)?

Трибофатика – наука об износоусталостных повреждениях и разрушениях и разрушении силовых систем машин и оборудования. В отличие от трибофатики в трибологии объединены теории трения, изнашивания и смазки. Механика усталостного разрушения объединяет такие понятия, как динамика, прочность и устойчивость.

В таблице дан сравнительный анализ методов исследования и расчетов объектов, изучаемых в трибологии, механике усталостного разрушения и трибофатике.

Таблица 1 – Сравнительный анализ методов исследования и расчетов

Дисциплина	Объект для изучения	Основные методы исследования		Масштаб повреждения
		экспериментальные	теоретические
Т (трибология)	Пара трения	Испытания на трение	Механика контактного взаимодействия	Поверхностное повреждение (износ, питтинг и др.)
F (механика усталостного разрушения)	Элемент конструкции	Испытания на усталость	Механика деформирования и разрушения	Объемное (усталостное) разрушение
TF (трибофатика)	Силовая система	Износоусталостные испытания	Механика износоусталостного повреждения	Комплексное поверхностное повреждение и объемное разрушение

Термин трибофатика произошел от двух слов (понятий), которые совершенно равноправны: tribos – (греч.) трение, что символизирует современную трибологию, в том числе и трибологическую надежность; fatigue – (фр.) усталость, что символизирует современную механику усталостного разрушения, в том числе и прочностную надежность.

В трибофатике развивается нетрадиционный подход к анализу контактных задач, а также механики деформирования и разрушения.

Вопрос №4

Как определяют параметр термической активации усталостного повреждения (m_T). Каков его смысл?

Параметр m_T термической активации усталостного повреждения определяют по температурной зависимости пределов выносливости, которая в двойных логарифмических координатах оказывается (для ограниченного диапазона повышенных рабочих температур) прямой линией (рисунок 3).

ctg α_T =  m_T

₈₉

Рисунок 3 –  к определению параметра m_T  термической активации усталостного разрушения.

В таблице 2 приведены численные значения этого параметра для типичных классов материалов. По существу, параметр m_T,подобно параметру m_V, количественно характеризует такое увеличение температуры, которое приводит к снижению логарифма предела выносливости на единицу. Чем больше параметр m_T  (или чем меньше угол α_Т), тем выше сопротивление материала термодинамическим нагрузкам.

Таблица 2 – значения параметра m_T  для различных классов материалов.