ИССЛЕДОВАНИЕ ДЕМПФИРУЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ПЛЕНОЧНЫХ ПОКРЫТИЙ

 

Погонышев В.А., Романеев Н.А., Безик Д.А., (БГСХА, г.Брянск, РФ)

 

Важным фактором надёжности узлов трения является работа их в тяжелых условиях без смазочного материала. Износ опорных поверхностей деталей больше допустимой величины приводит к динамической неустойчивости и вибрации.

Одним из способов снижения вибраций  сопряжённых деталей является нанесение на контактирующие поверхности мягких металлических плёнок. Гашение колебаний происходит за счёт диссипации энергии в нанесённых мягких слоях. Под нагрузкой процесс трения между стальной поверхностью и нанесённой на её поверхность плёнкой пластичного металла характеризуется волнообразным эффектом, поскольку плёнка, заполняющая микронеровности на стальной поверхности, подвергается деформации. Нагрузка на тело вызывает деформацию сдвига пластичного слоя, которой противодействует сила F:

F = t S;

где S  - площадь сдвига покрытия, м2;

        t - касательное напряжение, Па.

Общая деформация тела от сдвиговых напряжений равна сумме упругой деформации стального образца и пластической деформации плёночного покрытия. Касательное напряжение определяется из законов Гука и Ньютона в виде:

t = Gd + hd /;

где G - модуль сдвига, МПа;

d, d / - угловая деформация пластичного покрытия и её скорость.

При демпфировании происходит рассеивание энергии, определяемое коэффициентом потерь:

                    П2             hpw       

            a =  ----- =  --------- ;

                    П1               2G      

где П1, П2 - потенциальная энергия накопленная и рассеиваемая телом при деформации;

h - вязкость демпфирующего материала, Н*с/м2;

w - частота деформации, с-1.

Если рассматривать демпфирование колебаний определённой частоты, то:

2 aG = hpw = const,

т.е. для материалов, исследуемых в одинаковых условиях эта величина остается постоянной (aG = const).

Проведя преобразования и зная связь между модулями упругости и сдвига, получаем пропорциональную зависимость между декрементом затухания и модулем упругости

bЕ = const.

Эта зависимость показывает, что для увеличения демпфирующей способности надо уменьшать модули упругости покрытий и использовать плёнки мягких металлов (например, олово, цинк). Новизна такого способа гашения колебаний подтверждена патентом на изобретение № 2126916.

 

Сайт управляется системой uCoz