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.