Шалламаха

В 1953 г. Шалламах на основе анализа экспериментальных данных пришел к выводу, что природа трения резины представляет собой молекулярно-кинетический активационный переход кинетических единиц через барьер, имеющий место и в других процессах, например в вязком течении, диффузии, ионной проводимости и т. д. Эмпирическая формула Шалламаха для скорости скольжения резины относительно твердой подложки имеет следующий вид [c.367]

Шалламахом были поставлены опыты, в которых поверхность резины царапалась небольшой полусферой (диаметр 1 мм) или иглой. Распределение напряжений, вызывающих раздиры, подобные раздирам при царапании резины иглой, изучалось им посредством фотоупругого (поляриметрического) исследования напряжений вокруг зоны контакта при скольжении цилиндра по прозрачной резине. Было установлено, что концентрация напряжений происходит позади площади контакта (на это указывало тесное расположение освещенных монохроматическим светом полос). Так как эта концентрация напряжений должна носить характер растяжения, можно ожидать, что любое разрушение материала при трении имеет вид линий раздира, возникающих позади движущегося тела и расположенных под прямым углом к направлению скольжения это подтверждается опытом. В первом приближении значение абразивного износа пропорционально нормальному давлению и кривизне абразивного зерна. [c.380]

Экспериментальная установка (тензометр) была детально описана в предыдущей публикации [5], при выполнении настоящей работы было лишь несколько модернизировано устройство для закрепления образцов в приборе. Каучук приготовлялся в виде колец диаметром 1,8 мм, а для обеспечения однородности растяжения использовали схему нагружения с помощью двух пар маленьких роликовых подшипников, как это описано в работе Гроша и Шалламаха [6]. [c.182]

Этот вид износа реализуется при трении резины по шероховатым поверхностям при относительно высоком значении коэффициента трения. Характерным для абразивного износа является наличие на истертой поверхности резин параллельных полос (царапин), направление которых совпадает с направлением Скольжения (рис. 1.1). Абразивный износ резин подробно изучен в работах А. Шалламаха [14, 33, 34], И. В. Крагельского [1, 26], С. Б. Ратнера [35]. Износ в данном случае обусловлен тем, что твердые грани контртела производят царапание (микрорезание) поверхностного слоя резины. При установлении общих закономерностей абразивного износа резины А. Шалламахом [33] были поставлены модельные опыты, в которых единичный выступ шероховатой поверхности контртела имитировался тупой иглой. Нагрузку на иглу выбирали таким образом, чтобы она не проникала через поверхностный слой резины. Тангенциальная сила, вызывающая перемещение иглы по поверхности резины, записывалась автоматически. На рис. 1.2, а, б, в представлены следы иглы на поверхности различных резин из натурального каучука (НК) . Под действием тангенциальной силы игла увлекает за собой некоторый объем резины, находящийся впереди нее. Эта часть резины сжимается, а резина, находящаяся позади иглы, растягивается. В определенный момент, когда упругие силы, стремящиеся возвратить сжатую резину в первоначальное состояние, становятся [c.7]

Механические свойства резин учтены в формуле (1.1) константой к. Константа показывает число проходов абразива для отрыва частиц резины. Эта константа может быть принята для приближенной оценки сопротивления истиранию. Из (1-2) следует, что интенсивность истирания прямо пропорциональна давлению. ЭксперименТальвЕо этот вывод был подтвержден при испытаниях резин из БСК [34]. При трении резины по грубым твердым поверхностям без измейения направления движения часто можно наблюдать на поверхности образца образование параллельных гребней, расположенных под прямым углом к направлению движения (рис. 1.3). Впервые такие гребни наблюдал и описал А. Шалламах [14], с тех пор картину истертой поверхности с чередующимися гребнями называют рисунком Шалламаха или рисунком истирания . Возможность образования рисунков истирания вытекает из модельных опытов А- Шалламаха с иглой. На рис. 1.4 приведена схема двух последовательных стадий деформации поверхности резины под действием иглы. Кривые, показанные на рисунке, первоначально представляли собой прямые линии, нанесенные на поверхность резины на равном расстоянии друг от друга под прямым углом к направлению движения. Искажение этих линий указывает на наличие напряжений в резине. Хотя концентрация напряжений впереди иглы максимальна, разрывов [c.9]

А. Шалламах объясняет это тем, что при движении по абразивной поверхности гребни рисунка истирания отгибаются назад, в результате чего истиранию подвергается только нижняя часть выступов, а другая часть поверх ности выступов защищена от истирания. Вследствие этого развивается явление своеобразного подрезания выступов. Выступы становятся тоньше и это происходит до тех пор, пока цх гребни целиком не оторвутся, после чего на резине остаются тупые основания гребней. Новые гребни продолжают возникать из расположенных ниже слоев материала, и рисунок до известной степени восстанавливается. Наблюдения рисунков истирания показали, что их основная конфигурация сохраняется в процессе трения, хотя весь рисзпаок в целом перемещается вдоль поверхности в направлении движения. Согласно данным Шалламаха [14, 33] расстояние между гребнями I зависит от давления р модуля упругости, резины Е и среднего радиуса кривизны вершины абразива г следующим образом / [c.10]

Не отвергая полностью гипотезу А. Шалламаха, заметим, что она не может объяснить появление интенсивного рисунка истирания при трении по гладким поверхностям. [c.13]

В результате скольжения выступов контртела но истираемой тговерхности резины в ней происходят значительные изменения, связанные с разрастанием микротрещин и механохимическими процессами, протекающими под влиянием кислорода воздуха и повышенных температур в зоне трения. Таким образом, в поверхностном слое происходит понижение прочности, сопротивления раздиру, упругих и других свойств резины и истиранию подвергается уже несколько разрушенный, изменившийся тонкий сло,й материала. Толщина этого слоя, например, по данным А. Шалламаха [14], составляет сотые доли миллиметра. [c.19]

Большой интерес представляет работа К. Гроша и А. Шалламаха [961, в которой сравнивалась истираемость резин в широком интервале температур (при скорости скольжения 1 см/с по шлифовальным шкуркам) с энергией разрыва резин в том же интервале [c.24]

Больпше трудности при изучении адгезии возникают в случае высоких значений Р, так что можно сравнить уравнение (8.14а), выведенное на основании более тщательно разработанной теории, с уравнением (8.1ба). Оба уравнения имеют идентичную форму, причем параметр Уа уменьшается с увеличением Р. Графики зависимости от У по экспериментальным данным Шалламаха (трение резины по стеклу) и расчетным данным, полученным согласно уравнениям (8.13) п [c.176]

Величины Vm и /щах изменяются в зависимости от вязкоупругих свойств эластомера. Тождественность теорий Шалламаха [3] и Сев-кура [11] очевидна, что проявляется в зависимости /адг и (t/x) от скорости (см. рис. 8.3 8.4 и 8.11). Несмотря на использование упрощенной модели, данная теория указывает на вязкоупругую природу трения эластомеров. Влияние изменений температуры и нормальной силы в приведенном анализе не рассмотрены. Теория предполагает наличие статического коэффициента трения при очень малых скоростях. Согласно теории смещение эластомера в области адгезионной связи происходит до тех пор, пока не будет преодолена локальная адгезия. Сила, вызывающая нарушение адгезии после бесконечно большого периода времени, будет обусловливать статический коэффициент трения, а на практике это будет соответствовать динамическому трению при очень малых скоростях скольжения. [c.190]

Из теории Шалламаха [3] для очень малых скоростей [см. уравнение (8.21)1 можно получить выражение F = onst (Ft). Если теперь рассматривать т как среднее время релаксации эластомера, то из уравнения (4.60) можно получить, что [c.198]

Рисунок истирания, который имеет место на поверхности резины при трении по гладкому контртелу очень похож на расположение гребней, описанных Шалламахом для случая трения по шероховатым жестким поверхностям. Зависимость гравиметрической интенсивности износа от нагрузки для резины из НК при трении по абразивной шкурке и твердой резине показан на рис. 10.8. Из графика [c.236]

Из табл. 10.1 видно, что при истирании по шкурке важна только одна константа С, так как константа п близка к единице для всех резин. Это соответствует теории Шалламаха [см. уравнение (10.15)]. При трении по другим поверхностям необходимо знать обе константы. Показатель степени п зависит как от состава резины, так и от природы контртела. Введение активных наполнителей в резину будет приводить к росту п [1], в то время как при набухании резины п будет уменьшаться. Для данной резины (табл. 10.1) п может достигать значения выше единицы в зависимости от типа истирающей поверхности, например 5,3 при трении по металлической сетке. Если размер ячеек сетки и радиус проволочек уменьшаются, то п может [c.239]

Необходимо отметить, что вплоть до 1953 г. работы по трению высокоэластических полимеров являлись чисто эмпирическими. Механизм трения, как уже было сказано выше, считался аналогичным механизму трения твердых тел. В 1953 г. вышла работа Шалламаха [c.91]

Теоретическая интерпретация экстремальной зависимости силы трения от скорости скольжения была предпринята также Шалла-махом [9]. Теория Шалламаха явилась развитием молекулярнокинетической теории, предложенной Бартеневым. Согласно последней, время перескока кинетической единицы полимера по поверхности твердого тела определяется временем разрушения связи полимер—твердое тело. Временем образования связи ранее пренебрегали. Шалламах считает, что в общем случае не учитывать эту величину нельзя, и, следовательно, время перескока т = Т1 + Тз, где Тх — время разрушения связи полимер—твердое тело — время образования связи полимер—твердое тело. [c.111]

Кроме того, согласно Шалламаху, число связей на единицу поверхности п зависит от времени [c.111]

На рис. 4.26 приведена теоретическая зависимость Р и). Теория Шалламаха не описывает экспериментальных данных в области очень малых и больших скоростей скольжения. Эта теория является полу-феноменологической, так как наряду с константами молекулярнокинетического процесса в выражение Е (у) входит модуль упругости В (а = ЕиХ). Чтобы избежать этого, автор полагает далее, что [c.112]

Зона наибольших напряжений возникает за твердым выступом. В зависимости от свойств материала и сил трения при одном или нескольких проходах появляются надрывы поверхностного слоя. На поверхности полимера образуются поперечные полосы — так называемый рисунок Шалламаха (рис. 6.2, а и Ь). Поперечные полосы [c.163]

Согласно уравнению (6.24), температура влияет на износ косвенно — через изменение прочности (То> модуля упругости Е, коэффициента трения и [показателя В высокоэластическом состоянии с увеличением температуры (см. рис. 6.10) t и Од уменьшаются, —постоянно, а коэффициент трения проходит через максимум, положение которого зависит от скорости скольжения (см. гл. 4). При учете сильной зависимости износа от коэффициента трения можно было бы ожидать снижения износа в области температур, при которых уменьшается. Этого однако, не наблюдается — износ катастрофически растет (рис. 6.11). Следовательно, более сильное влияние на износ оказывает снижение прочности Оц и термохимические процессы [53]. По данным Шалламаха [54] и Ратнера [55], температура поверхности на несколько градусов выше температуры окружающей среды. Однако элементарные акты износа протекают в условиях значительных температур в пятнах касания. На это указывают химические процессы, протекающие в поверхностном слое. [c.172]

Рисунок истирания характеризуется расстояниями между фрикционными полосами Z, при этом z — рР. Кроме того, согласно Шалламаху [7] и Ратнеру [25], износ можно представить V — г . Для абразивного износа полос нет. Таким образом, V = V [c.183]

Шалламах [7] впервые количественно исследовал износ полимеров эластиков, моделируя процесс износа скольжением острой или тупой иглы по поверхности полимера. Он показал, что элементарный акт разрушения поверхности эластичного полимера определяется перенапряжениями, возникающими позади движущейся иглы. Этн перенапряжения приводят к появлению поперечных полос — так называемого рисунка Шалламаха . Ратнер [25, 35] считает, что модель игла — поверхность полимера характеризует фрикционный механизм износа, а не абразивный. С этим однако нельзя согласиться, так как механизм абразивного износа определяется характером взаимодействия на границе раздела полимер — твердое тело и зависит от свойств истираемого тела. Скольжение острой иглы по мягкому высокоэластиче скому полимеру приводит в основном к фрикционному износу, а скольжение той же иглы по жесткой поверхности пластмассы — к пропахиванию и резанию, т. е. к абразивному износу. [c.184]

Как было показано, износостойкость полимеров по усталостной теории обратно пропорциональна твердости — см. уравнение (6.34). Аналогичная зависимость износостойкости наблюдается и при абразивном износе. Согласно Шалламаху [7], для резин справедлива зависимость типа (6.36). Следовательно, в наиболее общем случае износ обратно пропорционален твердости (или модулю упругости) независимо от его механизма — см. уравнения (6.9), (6.22) и (6.35). [c.187]

В заключение необходимо сказать, что абразивный износ полимеров изучен крайне недостаточно. Исследователи не имеют каких-либо общих непротиворечивых концепций относительно природы и механизма износа. Развиваются в основном лишь работы прикладного характера, износ изучается различными методами и при различных условиях. Такого рода работы не могут дать ничего нового для изучения природы износа. Полученные закономерности носят сугубо качественный, описательный характер и не отражают механизма износа. К сожалению, слабо развиваются работы (начатые Шалламахом) по моделированию начального акта износа. По этому поводу существуют в основном гипотезы, плохо между собой связанные, а часто просто противоречивые. Так, например, абразивный износ считается одноактным процессом, микрорезанием, безбарьер-ным активационным процессом, микрораздиром и т. п. Ни один из этих возможных механизмов глубоко не изучен. Теории абразивного изнашивания полимеров до настоящего времени нет. [c.191]

Другим фактором, затрудняющим описание механизма истирания через обычно измеряемые более простые свойства вулканизата, является локальное повышение температуры, которое невозможно измерить, а можно лишь рассчитать по теории теплопроводности Расчеты показали, что колебания температуры локализованы в поверхностном слое, толщина которого (около 10" см) имеет, быть может случайно, тот же порядок, что и толщина граничного слоя, определенная Шалламахом при электрических измерениях. [c.60]

Механизм скольжения колес при поворотах был исследован теоретически и экспериментально Шалламахом Через шину осуществляется эластичная связь между дорогой и осью колеса. Когда ось колеса составляет с направлением движения угол, отличный от 90°, происходит или деформация шины, или проскальзывание протектора, или то и другое одновременно. Деформация пневматической шины при повороте увеличивает силу бокового увода, а также стабилизирующий момент, обеспечивающий устойчивое управление. Боковое проскальзывание при повороте обычно наблюдается у выхода из зоны контакта, где тангенциальная деформация шины наибольшая. Здесь упругие силы при боковой деформации могут превысить силу трения, которая у выхода из зоны контакта уменьшается из-за понижения контактного давления. При повороте это боковое проскальзывание связано с перемещением элементов протектора. Если некоторая запасенная при этом энергия деформации теряется за счет гистерезиса шины, то износа не будет, т. е. эта энергия не будет расходоваться на работу против сил трения. Шалламах показал, что гистерезис шины может быть важным фактором в процессе износа при поворотах. На основании анализа геометрии шины и действующих в ней сил с учетом некоторых допущений он вывел следующие уравнения, применимые при малых величинах проскальзывания [c.69]

На кривых температурной зависимости коэффициента теплопроводности Л различных высокополимеров при температуре стеклования Гс отсутствует скачок Ранние данные Шалламаха показывающие скачок Я, для невулканизованного и вулканизованного НК, базируются на ошибочной методике Кривая Я (Г) в области Гс имеет только перегиб (рис. 2.3).. [c.72]

Дальнейшая разработка уравнения (1), связывающего теплопроводность и скорость звука, в настоящее время, вероятно, не имеет смысла. Следует отметить, что если кинетическая единица состоит из двух изо-преновых остатков, то получается очень хорошее согласие с данными Шалламаха при 10°С. Однако, на основании уравнения (1) трудно решить, почему теплопроводность должна так быстро падать, кО Гда температура снижается и проходит через область перехода. Как видно из рис. 7, сжимаемость ниже быстро [c.29]

Вопрос эластичности и износостойкости резин достаточно сложен, особенно применительно к шинам из бутилкаучука. Предполагается, что чем больше гистерезисные потери, тем выше износостойкость резин. Проводилась большая работа для того, чтобы уменьшить гистерезисные потери протекторных ре-З.ИНИЗ бутилкаучука. Некоторое улучшение гистерезисных свойств было необходимо, но, по-видимому, хорошо, что эластичность резин из бутилкаучука не удалось увеличить настолько, чтобы значительно понизилась износостойкость протектора. Практически гистерезисные потери резин из бутилкаучука все еще превышают потери резин из БСК и НК, т. е. первые имеют высокую износостойкость, что вызывает повышенный расход горючего. Интересное исследование зависимости износостойкости от гистерезисных потерь было проведено Шалламахам . По- [c.215]

Возникновение рисунка легко, однако, попять на основании представлений об истирании посредством скатывания, которое может иметь место и при трении резины по совершенно гладким поверхностям. Фактически в последнем случае рисунок действительно легко образуется и это указывает на то, что объяснение, данное Шалламахом, недостаточно, а может быть, и неправильно. [c.484]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология