Проблемы количественной оценки площади контакта пар трения

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Приводятся результаты исследования поверхности стальных дисков до и после трения. Рассматриваются проблемы оценки площади контакта пар трения и приводятся результаты поиска универсального критерия количественной оценки поверхности изучаемых пар трения. С использованием оптической и сканирующей туннельной микроскопии проводится изучение рельефа поверхности на микро- и наноуровне. В работе предложен подход к определению площади контакта между телами на основе теории фракталов. Такой подход позволяет описывать теплопередачу между телами (кондуктивный теплообмен на контакте и лучистый в порах) определить зависимость силы трения от приложенной внешней силы. Предлагаемая методика количественной оценки структуры поверхности на микро- и наноуровне с помощью теории фракталов позволит повысить точность расчёта тепловых режимов космических аппаратов, а также параметров узлов трения в них, что, в свою очередь положительно скажется на надёжности и долговечности разрабатываемых космических аппаратов. Дальнейшим продолжением работы станет совершенствование методов и средств изучения трибологических свойств робототехнических изделий, работающих в условиях факторов космического пространства, а также валидация численного моделирования трения и теплообмена между подвижными узлами по результатам экспериментов.

Об авторах

Владимир Олегович Белавин

АО «Центральный научно-исследовательский институт машиностроения»

Email: kusoval@tsniimash.ru
заместитель начальника Комплекса теплообмена и аэрогазодинамики по экспериментальной базе

Юрий Владимирович Брылкин

АО «Центральный научно-исследовательский институт машиностроения»

к.т.н., заместитель начальника Центра прикладных исследований – начальник Комплекса теплообмена и аэрогазодинамики

Сергей Васильевич Залетаев

АО «Центральный научно-исследовательский институт машиностроения»

к.т.н., заместитель начальника отдела

Андрей Леонидович Кусов

АО «Центральный научно-исследовательский институт машиностроения»

к.ф.-м.н., начальник лаборатории

Владимир Викторович Павликов

АО «Центральный научно-исследовательский институт машиностроения»

главный специалист

Александр Александрович Потапов

АО «Центральный научно-исследовательский институт машиностроения»

заместитель начальника отдела

Виктория Алексеевна Царькова

АО «Центральный научно-исследовательский институт машиностроения»

начальник сектора

Список литературы

  1. Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики: ГОСТ 2789-73; введ. 01.01.1975. - М.: Государственный комитет стандартов Совета Министров, 1973. - 14 с.
  2. Иванов, Г.С. Фрактальная геометрическая модель микроповерхности / Г.С. Иванов, Ю.В. Брылкин // Геометрия и графика. - 2016. - Т. 4. - № 1. - С. 4-11. doi: 10.12737/18053.
  3. Чичинадзе, А.В. Основы трибологии (трение, износ, смазка) / А.В. Чичинадзе, Э.Д. Браун, Н.А. Буше и др.; под общ. ред. А.В. Чичинадзе. - М.: Машиностроение, 2001. - 664 с.
  4. Jourani, A. Effect of 3D fractal dimension on contact area and asperity interactions in elastoplastic contact / A. Jourani // AIP Advances. - 2016. - V. 6. - I. 5. - P. 055309-1-055309-10. doi: 10.1063/1.4949564.
  5. Pan, W. Influence of surface topography on three-dimensional fractal model of sliding friction / W. Pan, X. Li, L. Wang, J. Mu, Z. Yang // AIP Advances. - 2017. - V. 7. - I. 9. - P. 095321-1-095321-12 doi: 10.1063/1.4999036.
  6. Frank, M. Heat transfer across a fractal surface / M. Frank, M. Papanikolaou, D. Drikakis, K. Salonitis // The Journal of Chemical Physics. - 2019. - V. 151. - I. 13. - P. 134705-1-134705-10. doi: 10.1063/1.5115585.
  7. Материалы металлические и неметаллические. Метод определения коэффициента трения и износа в вакууме. ОСТ 92-1296-82. - Королёв: Изд-во ЦНИИмаш, 1982. - 41 c.
  8. Mandelbrot, B.B. The fractal geometry of nature / B.B. Mandelbrot. - 3rd ed. - New York: Henry Holt and Company, 1983. - 468 p.
  9. Брылкин, Ю.В. Моделирование структуры рельефа реальных поверхностей на основе фракталов в аэродинамике разреженных газов / Ю.В. Брылкин, А.Л. Кусов // Космонавтика и ракетостроение. - 2014. - № 3(76). C. 22-28.
  10. Брылкин, Ю.В. Исследование микро- и наноструктуры поверхности медного сплава с использованием теории фракталов / Ю.В. Брылкин, А.Л. Кусов // Космонавтика и ракетостроение. - 2016. - № 5(90). - C. 89-95.
  11. Feder, J. Fractals / J. Feder // In series: Physics of Solids and Liquids. - New York: Springer, 1988. - xxvi, 284 p. doi: 10.1007/978-1-4899-2124-6.
  12. Торхов, Н.А. Фрактальная геометрия поверхностного потенциала электрохимически осажденных пленок платины и палладия / Н.А. Торхов, В.А. Новиков // Физика и техника полупроводников. - 2009. - Т. 43. - Вып. 8. - С. 1109-1116.
  13. Сдобняков, Н. Ю. Морфологические характеристики и фрактальный анализ металлических пленок на диэлектрических поверхностях: монография / Н. Ю. Сдобняков, А. С. Антонов, Д. В. Иванов. - Тверь: Тверской государственный университет, 2019. - 168 с. - ISBN 978-5-7609-1441-5. - EDN YPGZBS.
  14. Получение наноразмерных пленок платины, обладающих фрактальными свойствами / Д. В. Иванов, А. С. Антонов, Е. М. Семенова [и др.] // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. - 2020. - № 12. - С. 73-87. - doi: 10.26456/pcascnn/2020.12.073. - EDN XCSHMD.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

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».