WEAR SIMULATION FOR ROLLING FRICTION WITH SLIDING MOVEMENT

详细

The paper views mathematical and numerical models of wear of elastomeric materials developed by the authors in dead rolling with sliding movement. When developing a mathematical model, classical ideas about the kinematic characteristics of a massive elastomeric tire rolling along the abrasive surface of the disc were used. To describe the intensity of wear, the model uses the concepts of wear formulated by D. Archard and modified in relation to the studied objects - rubber-based resin elastics SRI-3 and SRS-30–ARKM-15 rubbers reinforced with carbon nanostructures. The numerical implementation of the mathematical model is performed in the Matlab software package. In order to simplify the numerical calculation, it was decided to switch the rolling slip model to the pure sliding model. The choice of the integration step in time allowed to stabilize the instability of the solution. Thus, the numerical model examined sliding of an elastomeric cylinder along the abrasive surface of the disk at a speed equal to the sliding speed and varying the normal load. The finite element method (FEM) was used as a numerical calculation method. At a fixed depth of indentation, the verification of the developed model was carried out. According to the simulation results, the dependences of the wear intensity of an elastomeric material on the magnitude of specific pressures are obtained. A comparative analysis of the simulation results and the data obtained experimentally make it possible to determine the difference at the level of 20 percent, which may be due to the limitations of the model when thermal characteristics of the materials are not taken into consideration. Thus, the developed model has demonstrated its viability and will be further refined upon taking into account the identified limitations.

作者简介

Michael Shilov

Ivanovo State Power Engineering University

ORCID iD: 0000-0002-6445-3303

Pavel Korolev

Ivanovo State Power Engineering University

ORCID iD: 0000-0003-2196-8136

参考

  1. Шилов М.А., Фомин С.В., Бритова А.А., Королев П.В. Исследование физико-механических свойств резин, армированных углеродными наноструктурами // Жидкие кристаллы и их практическое использование, 2020. Т. 20. № 4. С. 93–98.
  2. Тобольский А. Свойства и структура полимеров. Москва: Химия, 1964. 322 c.
  3. Треолар Л. Физика упругости каучука. М.: Изд-во. иностр. лит-ры.,1953. 240 с.
  4. Ферри Дж. Вязкоупругие свойства полимеров. М.: Изд-во иностр. лит., 1963. 535 с.
  5. Королѐв П.В., Королева С.В., Шилов М.А. Программный комплекс «Model of sliding rubber» (свидетельство о регистрации программы для ЭВМ RU, 2022680449, от 2022667918. Заявка № 2022667918 от 30.09.2022.
  6. Шилов M.A., Маслов Л.Б., Королев П.В. Исследование износостойкости наноструктурированных эластомеров, используемых в пневматических шинах в качестве протекторов // Жидкие кристаллы и их практическое использование, 2018. Т. 18. № 1. С. 73–78.
  7. Шилов М.А., Смирнова А.И., Столбов Д.Н., Усольцева Н.В. Моделирование деформационных процессов углеродных нанотрубок // Жидкие кристаллы и их практическое использование, 2020. Т 20, № 1. С. 85–91.
  8. Королёв П.В., Шилов М.А. Моделирование износа эластомеров при качении с проскальзыванием // Надежность и долговечность машин и механизмов. Сборник материалов XIV Всероссийской научно-практической конференции. Иваново, 2023. С. 347–353.
  9. Flory P.J. Principles of Polymer Chemistry // Cornell University Press, New York. Ithaca: 1953. pp. 432–494.
  10. Hegadekatte V., Huber N., Kraft O. Finite element-based simulation of dry sliding wear // Modelling Simul. Mater. Sci. Eng. 13–57.
  11. Ajayan P.M., Schadler L.S., Braun P.V. Nanocomposite science and technology // Polym. Rev., 2007. 47. p. 217.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».