ANALYTIC REPRESENTATION OF THE FRICTION FORCE-TEMPERATURE RELATIONS UNDER THE CONDITIONS OF FRICTIONAL INTERACTION OF SPATIALLY-ORDERED RUBBERS HAVING STEEL SURFACE

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The analysis of the known friction-temperature laws is carried out in the article. A mathematical model of external friction of F.F. Ling and E. Seibel coefficient dependence on temperature, activation energies of formation and destruction of friction bonds and other factors, developed using the equations of absolute rates of chemical reactions, is analyzed. An approxima-tion of this model is implemented in temperature independence case for Bowden and Tabor shear strength. A mathematical model, describing sliding friction force-temperature relation under frictional interaction of spatially ordered rubbers hav-ing steel surface, is proposed. A distinctive feature of the proposed mathematical model is that it can simultaneously describe areas of constancy, friction force linear and nonlinear scaling under temperature changes. The testing and verification of the developed mathematical model is fulfilled through digitizing and processing experimental data, obtained by the fric-tional interaction of bars, made of spatially ordered natural rubber and spatially ordered rubber SCS-50 with a prism made of steel st.3. Analyzing the approximating dependencies, it is found, that for spatially ordered natural rubber, the maximum value of the friction force is 2,0 kgf under the temperature of approximately 37,6 ℃, and the average value of the friction coefficient is 0,987, for spatially ordered natural rubber, the maximum value of the friction force is 1.84 kgf under the tem-perature of approximately 31,4 ℃, while the average value of the coefficient of friction is 0,853. New tribotechnical charac-teristics have been introduced making possible to give a more detailed characterization of the frictional interaction in the rubber-steel system for the cases of temperature changes.

About the authors

Alexander Dzhalyul'evich Breki

St. Petersburg Polytechnic University Peter the Great, Institute of Problems of Machine Science of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: andrnikolajev@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-4452-3896

doctor of technical sciences

References

  1. Розов Ю.Г. Влияние характера распределения темпе-ратур в объеме трубной заготовки на неоднородность поля сопротивления деформированию в операциях ли-стовой штамповки // Известия ТулГУ. Технические науки. 2013. Вып. 7. Ч. 2. С. 36-43. EDN: RNKKNL
  2. Михин Н.М. Внешнее трение твердых тел / Н.М. Михин; АН СССР, Науч. совет по трению и смаз-кам, Ин-т проблем механики. М.: Наука, 1977. 221 с.
  3. Крагельский И.В. Основы расчетов на трение и износ / И.В. Крагельский, М.Н. Добычин, В.С. Комба-лов. М.: Машиностроение, 1977. 526 с.
  4. Черепанов В. А. Химическая кинетика: [учеб. пособие] / В. А. Черепанов, Т. В. Аксенова ; М-во обра-зования и науки Рос. Федерации, Урал. федер. ун-т. Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2016. 132 с. EDN: WKKTXF
  5. Буданов В.В. Химическая кинетика: учебное пособие / В.В. Буданов, О.В. Лефедова; Иван. гос. хим.-технол. ун-т. - Иваново, 2011. 177 с.
  6. Breki A.D. Mathematical regularities of the slid-ing friction process of a porous material based on iron im-pregnated with lubricating oil with dispersed particles of fluorinated graphene / A. D. Breki, S. G. Chulkin, N. M. Dobrovolsky [et al.] // Chebyshevskii Sbornik . 2021. Vol. 22, No. 1 (77). P. 378-389. doi: 10.22405/2226-8383-2021-22-1-378-389. EDN: BDPYUB
  7. Бреки А.Д. Математические закономерности изменения характеристик процесса трения пористого композиционного материала на основе меди, содержа-щего масло с частицами графена / А. Д. Бреки, С. Г. Чулкин, А. Г. Колмаков [и др.] // Чебышевский сборник. 2021. Т. 22. № 1 (77). С. 390-402. doi: 10.22405/2226-8383-2021-22-1-390-402. EDN: QHYADC
  8. Breki A.D. Semiempirical Mathematical Models of the Pivoting Friction of ShKh15 Steel over R6M5 Steel according to the Ball-Plane Scheme with Consideration of Wear / A. D. Breki, A. E. Gvozdev, A. G. Kolmakov // Inor-ganic Materials: Applied Research. 2019. Vol. 10, No. 4. P. 1008-1013. doi: 10.1134/S2075113319040075. EDN: KSETBH
  9. Бартенев Г.М., Елькин А.И. О механизме трения высокоэластичных материалов при высоких и низких температурах / Теория трения и износа: [Сбор-ник статей] // Акад. наук СССР. Науч. совет по трению и смазкам. М.: Наука, 1965. С. 95-99.
  10. Бреки А. Д. Чулкин С.Г., Шалыгин М.Г. Аналитическое представление зависимостей коэффи-циента трения от температуры при фрикционном взаи-модействии стального шара с термопластами // Науко-емкие технологии в машиностроении. 2022. № 6 (132). С. 27-32. doi: 10.30987/2223-4608-2022-6-27-32. EDN: ITVOKA

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

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».