Площадь контакта фактического

Так, первый закон (закон Амонтона) справедлив во всех случаях, за исключением высоких давлений, при которых фактическая площадь контакта (ФПК) по величине приближается к кажущейся. Обычно он записывается в виде выражения [c.223]

Формирование межфазного контакта. Этот процесс в значит. мере определяется площадью контактов-фактического 5 и максимального (молекулярного) Формирование контакта ускоряется повышением р и т и снижением [c.30]

В процессе трения, как известно, важна специфика образования и разрушения фрикционных связей. Образование фрикционных связей характерно в основном для сухого трения, однако в той или иной мере оно реализуется и при гранич.ной смазке в условиях неоднородности микрорельефа поверхности и неравномерности распределения нагрузки на фактической площади контакта. Согласно теории И. В. Крагельского [255], различают пять видов фрикционных связей упругое оттеснение (деформация) материала, пластическое оттеснение (деформация) материала, микрорезание, адгезионное нарушение фрикционных связей, когезионный отрыв. Упругое оттеснение материала наблюдается в случае, когда действующая нагрузка не приводит к возникновению в зоне контакта напряжений, превышающих предел текучести. В этом случае такой важный трибологический параметр, как износ, возможен лишь в результате фрикционной усталости. Пластическое оттеснение происходит при контактных напряжениях, превышающих предел текучести (при этом износ определяется малоцикловой фрикционной усталостью). Мпкрорезание наблюдается при - напряжениях или деформациях, достигающих разрушающих значений (разрушение происходит при первых же актах взаимодействия). Адгезионное нарушение фрикционной связи непоередственно не приводит к разрушениям, но вносит определенный вклад в величину напряжений, действующих на контакт. Когезионный отрыв возникает в случае, если прочность фрикционной связи выше прочности нижележащего материала. [c.240]

Адгезионная теория сухого трения [237] исходит из предпосылки, что взаимодействие трущихся поверхностей происходит не по всей номинальной площади контакта, а только по ФПК, которая определяется деформационными свойствами микровыступов (неровностей) поверхностей трения. В местах фактического контакта при соответствующих условиях происходит сваривание микровыступов. Для разрыва возникающих адгезионных связей ( мостиков сварки ) необходимо приложить силу, определяемую из соотношения (5.1). [c.224]

Характер обработки поверхности металла при прочих равных условиях также влияет на образование питтинга. На шероховатых поверхностях нормальная нагрузка передается малой фактической площадью контакта, что приводит к повышению удельных давлений и снижению времени до образования питтинга. [c.253]

Образование ориентированных слоев играет также большую роль в процессах прилипания и склеивания. В этих процессах связующее вещество должно вначале быть жидким (для заполнения впадин и повышения фактической площади контакта) и затвердевать в процессах схватывания, посредством замерзания (лед), химических реакций окисления (лаки), гидратации (цемент), полимеризации (клеи) и др. Склеивание полимерных материалов осуществляется путем взаимной диффузии сегментов полимерных цепей. Силы адгезии между твердой поверхностью и затвердевшим клеем или пленкой, согласно представлениям, развитым Дерягиным, имеют во многих случаях (например, при взаимодействии металлов с полимерами) электрическую природу и определяются величиной Аф, возникающей при ориентации молекул в поверхностном слое. Поэтому при разработке новых склеивающих материалов и пленочных покрытий, широко используемых в современной технике, особое внимание следует уделять способности этих веществ к образованию ориентированных слоев. Для повышения этой способности разрабатываются специальные полярные присадки. [c.119]

Для прочного слипания двух твердых тел необходимо обеспечить тесный контакт между их поверхностями, поскольку ван-дер-вааль-совы силы оказываются пренебрежимо малыми, если расстояние между молекулами превышает несколько ангстрем. Боуден и Тейлор [5] установили, что из-за существования микрошероховатостей на поверхности контакта (рис. 4.2) фактическая площадь контакта составляет очень небольшую часть номинальной площади контакта. Для адгезии твердых тел большое значение имеет не только величина фактической площади контакта, но также и отсутствие на поверхности контакта различных органических загрязнений или оксидов, наличие которых существенно уменьшает прочность адгезионного соединения. Существенное уменьшение площади фактического контакта может произойти из-за эластического восстановления пиков поверхностных шероховатостей, развивающегося после снятия нормальной нагрузки, обеспечивающей прижатие друг к другу контактирующих твердых тел. Чтобы предотвратить это уменьшение площади фактического контакта, необходимо произвести отжиг контактирующих поверхностей под действием сжимающей нагрузки. Часто для увеличения поверхности фактического контакта между двумя твердыми телами вводят слой жидкости, которая, затвердевая, обеспечивает необходимую для эксплуатации прочность адгезионного соединения. [c.82]

Выше указывалось, что фактическая площадь контакта между двумя металлическими поверхностями может составлять очень малую часть номинальной площади контакта (порядка 10" ). Это значит, что даже при сравнительно небольшой нормальной нагрузке давление в точках фактического контакта может быть достаточно велико и может превышать предел текучести более мягкого металла Оу. [c.84]

В настоящее время еще не существует исчерпывающей теории сухого трения. Так, до сих пор отсутствуют удовлетворительные методы описания структуры контактирующих твердых поверхностей как на микро-, так и на макроуровне. Более того, скольжение одного твердого тела относительно другого может быть причиной появления высоких локальных температур и давлений, действие которых приводит к образованию новых поверхностей с неизвестными химическими свойствами и к существенному изменению микротопографии контактирующих поверхностей. По этой причине коэффициенты статического и кинематического трения отличаются друг от друга. Обычно коэффициент трения покоя превышает кинематический коэффициент трения. Эта разница, по-видимому, объясняет явление стик— слип (прилипание с проскальзыванием), которое обычно наблюдается при сухом трении. По мнению Нильсена [91, фактическая площадь контакта на стадии стик (прилипание) возрастает под действием увеличивающихся тангенциальных сил. В тот момент, когда величина этих сил оказывается достаточной для сдвига и пропахивания поверхности контртела, начинается фаза слип (проскальзывание). На стадии проскальзывания площадь фактического контакта и сила трения быстро уменьшаются. [c.85]

Иногда в трактовке механизма трения твердых поверхностей исходят из представлений о единой природе трения, предполагая, что основное сопротивление, которое приходится преодолевать прн трении, — сопротивление материала микровыступов сдвигу. Согласно этим представлениям, при трении срезаются не только молекулярные мостики, возникшие вследствие адгезии трущихся тел, но и сам материал (микровыступы) более слабой фрикционной пары. Поэтому срез происходит, как правило, по площади, во много раз. превышающей суммарную площадь мест молекулярного контакта. Если сделать правильную оценку площади среза трущихся тел, то удельная сила трения, рассчитанная на единицу фактической площади контакта, должна оказаться близкой к сопротивлению материала срезу. [c.357]

Так как формирование фактической площади контакта определяется в основном механическими свойствами материалов, а последние у полимеров сильнее зависят от временных и температурных факторов, 5ф полимеров при прочих равных условиях по сравнению с металлами существенно зависит от времени / (или частоты V) и температуры Т (рис. 13.10,а, б). Наиболее резко относительная площадь фактического контакта ф=5ф/5н возрастает в начальный период приложения нормального давления. Это связано с релаксационными процессами, протекающими в местах контакта. По мере развития деформации сжатия отдельных шероховатостей площадь контакта увеличивается, а напряжения в отдельных пятнах контакта выравниваются, достигая некоторого равновесного значения. [c.372]

В последние годы большое практическое значение приобретает ультразвуковой контроль качества слоистых металлических материалов и изделий. Во многих случаях прочность соединения слоев таких материалов определяется структурой граничной зоны. К таким материалам относятся биметаллы, а также детали, изготовленные методом тепловой посадки, при которой образуется кольцевая зона пластически деформированного металла и зоны схватывания. При изготовлении таких соединений, например посадке кривошипов на валы мощных поршневых компрессоров, гребных винтов на валы речных и морских судов и пр., важно определить, находятся ли соединенные детали под расчетным контактным давлением и равномерно ли оно распределено по контуру и длине посадки, какова величина фактической площади контакта. Выполненные исследования [5, 22, 24, 75] показали, что для контроля структурных особенностей граничной зоны подобных соединений наиболее эффективно применение ультразвукового метода. [c.91]

Металлографическое исследование показало связь между суммарной длиной линий схватывания и плотного контакта и величиной контактного давления (рис. 61). Как видно, суммарная величина зон плотного контакта и схватывания резко возрастает до давлений 12—14 даН/мм , а затем увеличивается медленно. Зоны схватывания и плотного контакта располагаются в виде пятен диаметром 0,1—10 мм, при этом преобладают пятна диаметром около 1 мм. Интенсивность образования таких пятен зависит от контактного давления. Максимальное число пятен образуется при давлениях 12—14 даН/мм, при которых наблюдается интенсивная пластическая деформация дальнейшее увеличение давления не приводит ни к росту числа пятен, ни к увеличению их размеров. Таким образом, фактическая площадь контакта при тепловых по- [c.92]

Проведенные исследования подтвердили наличие связи между акустическими свойствами тепловых соединений и фактической площадью контакта, определяющей их качество. Были исследованы акустические свойства образцов соединений с различными контактными давлениями при /= 0,7н-10 МГц. На рис. 62 представлена зависимость амплитуды сигнала продольных ультразвуковых колебаний от величины контактного давления при частоте 0,7 МГц. [c.93]

Таким образом, существующая связь между фактической площадью контакта тепловых посадок, определяющей качество соединения, и количеством ультразвуковой энергии, проходящей через контактную зону соединений, позволяет, определив отношение к амплитуд сигналов, прошедших через контактную зону и вне ее, найти фактическую площадь контакта по следующей эмпирической формуле / ф ---——, (где а, Ь — коэффициенты [c.94]

Sф — фактическая площадь контакта. [c.8]

Условия возникновения схватывания металлов создаются естественным путем в процессе трения и износа сопряженных поверхностей. Это происходит в том случае, когда усилия, действующие в местах фактического контакта, вызывают напряжения, превышающие предел текучести металла, в связи с чем в тонких поверхностных слоях происходят пластические деформации металла, при этом поверхностные адсорбированные газовые пленки и загрязнения разрушаются, обнажая отдельные ювенильные площадки металлов. Одновременно происходит сглаживание неровностей на поверхностях трения, благодаря чему значительно увеличивается площадь их фактического контакта. При тесном сближении ювенильных поверхностей возникает междуатомное притяжение металлов, при этом на значительной площади фактического контакта образуются металлические связи, аналогичные междуатомным связям в сплошном металле — происходит схватывание металлов. [c.9]

Сцепление двух металлических поверхностей, прижатых друг к другу с большим удельным давлением, возникает и без нагрева. Сила Сцепления пропорциональна суммарной площади металлических пятен касания, которая зависит от усилия сжатия, состояния поверхностей и свойств металлов. В связи с неровностями на реальных поверхностях контактирующих металлов фактическая площадь касания значительно меньше номинальной площади контакта. Две прижатые друг к другу поверхности начинают контактировать в отдельных пятнах касания, сконцентрированных в определенных областях. Величина и расположение областей касания зависят от волнистости поверхности (макрорельефа), тогда как величина и расположение пятен касания определяются шероховатостями (микрорельефом) (рис. 1). [c.19]

Рис. 2. Зависимость относительной фактической площади контакта (г]) (сплощная линия) и фактического контактного давления (аг) (пунктир) от контурного давления для комплексно-верхового торфа, К = 10%.

Аг - фактическая площадь контакта (ФПК) А - ФПК, проводящая электрический ток [c.471]

Экстракторы со ступенчатым контактом фактически являются многоступенчатыми экстракционными установками. Каждая ступень по эффективности близка к теоретической ступени. При периодическом режиме работы одна ступень представляет собой аппарат с мешалкой, в котором жидкости перемешиваются до достижения состояния, близкого к состоянию равновесия. После чего в этом же аппарате проводится расслаивание образовавшейся эмульсии. В непрерывном процессе каждая ступень состоит из двух аппаратов смесителя и отстойника. Поэтому эти аппараты называются смесительно-отстойными. Отдельные ступени объединяются в виде каскада, чаще с противоточным движением фаз. Основной недостаток экстракторов подобного типа — большая занимаемая площадь. Значительные габариты оборудования определяются не скоростью массопереноса, а достаточно низкой скоростью разделения эмульсий в отстойниках. Поэтому их используют в тех случаях, когда для разделения не требуется большого числа теоретических ступеней. С целью уменьшения занимаемых производственных площадей и исключения из схемы многочисленных насосов и трубопроводов смеситель и отстойник могут объединяться в ячейку, а ячейки размещаться в едином корпусе (так называемый ящичный экстрактор). [c.36]

Постоянство коэффициентов трения означает пропорциональное увеличение фактической площади контакта с ростом Q. У пар, чувствительных к величинам удельных на- [c.41]

Режим деформирования характеризовался условно мгновенным приложением нагрузки и выдержкой при постоянном давлении. Наряду с замерами стабилизированных значений фактической площади контакта и деформации сжатия производилась запись их изменения во времени. Наибольшее давление, применяемое нами в экспериментах, составляло 600-10 н/м и ограничивалось прочностью стеклянной призмы. [c.413]

Следует отметить, что во всех указанных выше исследованиях делается допущение, что давление на образец породы распределяется равномерно, как частное от деления нагрузки на полезную площадь образца. Однако при контакте с промывочной жидкостью на водной основе так называемая полезная площадь образца фактически значительно изменяется даже за время опыта. На границе с промывочной жидкостью образуется система глина — жидкость, в некотором удалении от контакта — увлажненность, а следовательно, и прочнос1ь будет выше и, наконец, остается неопределенной по величине участок площади (еще ие увлажненный) с прочностью сухого (исходного) образца. [c.89]

Правильно оценить уменьшение сил трения или величины износа, вызванное применением граничной или твердой смазки, удается лишь при удачном моделировании фактической физической картины в зоне контакта и правильном определении площади фактического контакта, величины смазанных участков поверхности контакта и размера образующихся при износе частиц [19]. Смачивающее воздействие охтадецилового (стеарилового) спирта на трущиеся медные поверхности иллюстрируется рис. 4.5. Стеариловый спирт плавится при температуре 59,6 °С и кипит при 210,5 °С. Первый скачок коэффициента трения и возрастания износа наблюдается вблизи температуры плавления смазки, при которой твердая смазка превращается в граничную жидкую смазку и площадь контакта металла с металлом, равная нулю при более низкой температуре. [c.91]

Кроме того, в практике после любой обработки поверхность металла имеет значительную шероховатость, в связи с чем фактическая площадь контакта сопряженных поверхностей настолько мала, что если в мёстах контакта и были бы созданы условия для образования металлических связей, то эти связи практически были бы неощутимы. [c.9]

На основании исследования адгезионного взаимодействия соста в-ляющих твердого сплава с обрабатываемым материалом (сталь) было установлено, что кобальтовая фаза твердого сплава является наиболее слабым местом. Схватывание ее со сталью начиналось при темпе-ра1уре 150° С. Исходя из вышеизложенного, повышение стойкости инструмента находится в тесной связи с повышением адгезионной инертности кобальтовой составляющей. Для этого было использовано поверхностное упрочнение ее с помощью борирования. Результаты такого исследования показали, что температура начала схватывания борированной кобальтовой связки твердого сплава и отдельных его составляющих повысилась на 200° С по сравнению с температурой для исходных материалов. Кроме того, в 5 раз повысилась микротвердость поверхностного слоя. Последнее обусловило уменьшение фактической площади контакта инструмента и заготовки, что способствовало уменьшению числа химических связей и, в конечном счете, повышению стойкости инструмента. На Киевских заводах Красный экскаватор и станков-автоматов им. А. М. Горького проведены производственные испытания борированных резцов ВК-8 и Т15К6 при обработке барабанов шестишпиндельных автоматов из чугуна СЧ 32-52 и труб гидроци-линдров экскаваторов из стали 45, показавшие повышение стойкости борированных резцов в 2 раза по сравнению со стойкостью инструмента, используемого в условиях указанных заводов. [c.63]

По Крагельскому [26] существуют номинальная площадь контакта 5ном, очерченная геометрическими размерами соприкасающихся тел контурная площадь Зкоят, образующаяся при объемном смятии тел (например, двух сферических выступов, или выступа и плоскости) и в отличие от номинальной зависящая от нагрузки и жесткости (податливости) тела фактическая площадь Факт — площадь фактических пятен касания, которые определяются микрогеометрией поверхности и реологическими процессами пластической или упруговязкой деформации контактирующих тел. [c.80]

При дублировании двух слоев не-вулканизованных резиновых смесей, которые можно рассматривать как вязкие или упруговязкие жидкости, сравнительно быстро достигается плотный контакт по площади, соответствующей номинальной площади контакта. Если полимеры несовместимы термодинамически, то между ними сохраняется четкая граница раздела. При этом адгезия определяется межмолекулярным взаимодействием [32] или (при полном отсутствии воздушных включений, загрязнений и оксидных пленок на поверхности) когезионной прочностью более слабого компонента, же юлимеры совме Т1ш 1 (самопроизвольно смеши-ваютсяУРгоГвследствие взаимодиффузии макромолекул будет происходить постепенное размывание границы контакта с образованием промежуточного диффузного слоя. При этом граничный слой приобретает свойства полимера в объеме и прочность адгезионного соединения также следует рассматривать с позиций общих представлений о природе (объемной) прочности полимеров. При соединении резиновой смеси с вулканизатом, даже если они приготовлены на основе совмещающихся каучуков, вследствие наличия пространственной устойчивой структуры у вулканизата возможна, главным образом, односторонняя диффузия смеси. Поэтому всегда сохраняется четкая граница раздела и глубокий микрорельеф поверхности. Истинная (фактическая) площадь контакта в этом случае может быть гораздо больше (в десятки раз) номинальной [39, 40] и при полном покрытии этого рельефа пластичной резиновой смесью прочность связи может быть довольно высокой (до 1—2 МПа), даже если удельное межмолекулярное или химическое взаимодействие сравнительно мало и имеются многочисленные дефекты и включения в граничном слое. Например сложная структура технических волокон (рис. 2.18) может быть причиной многих дефектов резино-кордной системы. [c.96]

Полная стабилизация температуры в околоконтактной-зоне и момента трения означает окончание формирования Вторичных структур и фактической площади, контакта. Это яв- [c.13]

Наружные поверхности металлов, в том числе и электролитического железа, имеют на границе раздела металл — ок-. ружающая среда избыточную энергию, которая является од ной из форм свободной энергии. Под влиянием ее и процесса диффузии дисперсные частицы, адсорбируясь на поверхности трения, заполняют микровпадины, чем увеличивают фактическую площадь контакта, стремясь равномерно покрыть всю поверхность. Дисперсные чистицы блокируют поверхности трения от непосредственного контакта и образуют протекторную механическую смазку. При сдвиге пристенных слоев в процессе трения дисперсные частицы совместно со смазкой образуют полимолекулярные слои. [c.35]

Явления схватываемости возникали у всех исследуемых сочетаний при достижении строго определенных температур, установленных ранее. Поясним это на примере сопряжения покрытие — БрОЦ6-6-4,5 (рис. 26). Из анализа данных можно сделать вывод, что чем выше нечувствительность трущейся пары К возрастанию удельных нагрузок, тем плавнее, монотоннее идет рост температур в околоконтактной зоне (рис. 26, кривые 2—1, 3—1). У этих пар и наиболее низкие значения коэффициентов трения (рис. 27, кривые 2—1, 3—1). Постоянство коэффициентов трения означает пропорциональное увеличение фактической площади контакта с ростом Q. У пар, чувствительных к величинам удельных на- [c.41]

На рис. 4.9 представлена обобщенная схема контактной зоны твердых тел. В связи с отклонениями профилей рабочих поверхностей от идеальной геометрической формы вводятся понятия номинальной (условной), контурной и реальной эффективной или фактической) площадей контакта. При этом условная площадь соответствует площади проекции номинальных габаритов меньшей из контактирующих деталей, контурная - определяется размерами герцевских площадок, обусловленных упругой деформацией деталей, а фактическая (ФПК) - действительными площадками контактов микронеровностей. Характерно, что, с одной стороны, не вся ФПК электропроводна (возможно наличие непроводящих пленок), а с другой стороны, наряду с участками чистого [c.470]

Топография поверхностей покрытий после механической обработки представляет собой выступы и врадины разнообразных геометрических форм и размеров. Поэтому начальный момент силового замыкания сопряжения связан с неравномерным распределением деформаций по глубине в точках контакта. Износ в этот период происходит по вершинам выступов и волн. Чем меньше высота выступов и волн (до определенных значений), тем больше площадь контакта, меньше величина удельного давления и соответственно меньше износ трущихся тел. Повышение удельных нагрузок при приработке создает условия увеличения нормальных напряжений и фактической площади контакта, а также возрастания числа единичных пятен контакта. С другой стороны, оно создает предпосылки к прорыву поверхностных пленок. Касательные напряжения сдвига в этом случае перераспределяют напряжения от контакта к контакту, что приводит к появлению остаточных деформаций на площадках контакта, если ранее они находились в режиме упругих деформаций. [c.19]

Прессование волокнистых материалов в различного вида прессфор-мах является составной частью многих производственных процессов. Знание закономерностей изменения в процессе уплотнения фактической площади контакта частиц, трения материалов о стенки прессформы, деформации сжатия необходимо для расчетов технологического оборудования, энергоемкости процессов, а также для выбора оптимального режима прессования и прогнозирования качества готовой продукции. С целью экспериментального изучения этих закономерностей был сконструирован специальный прибор и разработана соответствующая методика [1]. [c.413]

Для определения фактической площади контакта в приборе использован оптический метод Мехау, основанный на нарушении полного внутреннего отражения света в местах соприкосновения материала с поверхностью стеклянной призмы [2, 4]. [c.413]

Необходимо отметить, что применение метода Мехау для определения фактической площади контакта при наличии в волокнистом материале свободной влаги может привести к большим ошибкам, поскольку значения коэффициентов преломления воды и стекла близки и свет, проходя поверхность призмы внутрь водяных включений, отражается от произвольной поверхности раздела воды и материала и рассеивается. Поэтому вода на контакте имеет вид черных пятен и искусственно завышает измеряемую величину фактической площади контакта. Очистка поверхности призмы от загрязнений осуществлялась в соответствии с рекомендациями А. С. Ахматова [9]. Ввиду хорошей воспроизводимости, опыты по определению деформации сжатия и фактической площади кон- [c.413]

Рис. 1. Зависимость относительной фактической площади контакта (г]) и относительной деформации сжатия (е) от давления (Р) графита (/), асбеста (2) и древеснотростникового торфа, Н = 25%, Шо З,0%, (3).

Справочник химика 21

Химия и химическая технология