Контактирование элементов в конструкции в условиях неупругого деформирования тема автореферата и диссертации по механике, 01.02.06 ВАК РФ

Р Г Б ОД

1 з Г-:;

госдаротк^шИ ксадш- госспИгасП фвдерлщш по шшшу

ОБРАЗОВАНИЮ

Краиюяриклй гоиударотвеаниЯ техаичоошШ jinmopcinTOT

На щитах. рукошши

ЧШШШШ ТАТЬША ВАШЫДЗНА

УДИ 539.4.0l4,:62I.7ö;:.fi

КОНТАКТ!IPOli AI2 ! Е З.'ШШГЬВ КОНСТРУКЦИИ В УСЛОВИЯХ. 1ЕУНРУГОГО ДШОНЯШОВАШЯ

Специальность : 01.02.06 - Динамика, прочности маяшн, npiiöopoa л аппаратуры

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации иа соискашо учено'А отоиеии доктора технических наук

Красноярск -

Г>:бст\ я-лполкена в .Хахчссксм техническом институте •'Сн<Л£'Схого государственного технического университета

сгшепщ

1 Д.ВОКД'Дп - дсктср технических наук, профессор

С .Р. Г£К.(лР - доктор технические наук, профессор

С.В.1 ".лВьУЗЛН- доктср технических наук, профессор.

Ведущая организация - Институт Машиноведения да.

А.А.Бдагинравова (г.Москва)

Зачата состоится "дУ" 1935 г. на

засодании диссертационного совета Д.СМ.02 при Красноярском государственном техническом университете по адресу: 660074, Краснел рек-74, ул.Киренского,26.

С диссертацией мояно. ознакомиться в библиотеке Красноярск его государственного технического университета

Автореферат разослан "_"_199_г,

1т я отзывы на автореферат в 2-х экземплярах, заверении© печатью, просим направлять о адрес университета.

УччныА секретарь диссертационного совета, кацд» техн. наук, доцент

п.н.ашсгко

ощля хлрмтшстшл рлшш

Дкт.уадъиость работп. Проблем контактирования деталей мч-шии и элементов констругадей алляются неотъемлемой частъя прошлом прочности ¡i данамшш моиац, приборов и аппаратур». ükmííomi-чоскио потребности в машиностроении предъявляют все больиие трс • бования к разрешении проблем механики контактного изшилодеАст-бия элементов конструкции. Работа каши и кехшшзш» в условиях больших нагрузок, скоростей,шбраций, в широком диапазоне1 изменения' температур, при использовании повкх катеуналоп в значительной стапели навислт от процессов, протекавших в контачто элементов конструкций. Ирнчом, контактирование, в большинство случаев, косит неуиругий характер. Исследования контактного взаимодействия взаимно перемещающихся элементов, в рязультато которого и золе контакта возникают сшш трения, обусловлены всо вог>~ растяюидош потребности борьбы с экономическими ноторя;ш от трения.

Проблеме контактного взаиг.юде!*ствия элементов посвящено большое количество работ. Большинство из них относится к решо— шш контакпшх задач теория упругости. Определенное число работ посвящено исследованию коитактиих задач пластичности и уируго-пласт;:чиости, а также других видов неунругооти. Однако, в большинство случаев, ош! относятся к рассмотрению простых схем контактирования, что но снижает их научную ценность. 1) настоящее время в механике контактного взаимодействия существует тенденция к дальнейшему изучению контактирования нелинейно деформируемых тол. В связи с чем, контактное взашодеПотвио неупруп.х тол о поверхностями второго порядка и било шбрано главным объектом исследования в данной работа.

Постановочный уровень задач контактирования, решаемых для их практического использования, предъявляет жесткно требования хс математической модели контактирующего элемента: необходима пространственная постановка задачи, учет всех особенностей деформирования материала, учет внешних факторов. Необходимо единообразие в подходе яра рассмотрешш упругого я неупругого контактирования, а таксе доступность и простота использования метода решения контактных задач в инженерной npaiti iko и достаточно хорошая сопоставимость о практическими данными. Метод расчотц контактных деформаций неунруглх гладких тел должен органично

сочетаться с подходом применения классических контактных задач теории упругости в расчетах на прочность в ыашшюстро'ошш. Л в применении к ксоледовашзи мороховатих поверхностей, необходимо оултшчноо сочетание с разработанными теориями контактирования шсуховатых поверхностей.

Отсутствие нриетддемон для широкого инзхеаерно-тохнического круга метода прикладного расчета контактных деформаций и контактного давления за праделаш упругости материала является актуальной научной проблемой, решеше которой позволяет ускорить лаучно-техзшчэшелн прогресс в нашшосгроешш.

Целю данной работы является решение С(Тюр;лудировшшой научной цроСдеш, ыльщей вадноо народно-хозяйственное зиаченно, заключающееся: в разработке универсального метода, расчета не-унругнх контактных деформаций наиболее распространенных видов сочленений элементов иалицостровтелышх конструкций; в выясно-1ШИ характерши- закономерностей иеупругохю контактирования и определения путей эффективного их практического использования.

Дпя достпжешш дел« поставлены задачи исследования:

X. Создать математическую модель силового неупругого кои-такта тел с юверхиоотя.ш, шевдшга кривизну второго порядка. Разработать обобщенный метод расчета неупругих контактных деформаций сжитых тол, сопрягаемые поверхности которых имеют крявяз-ну второго порядка и подтвердить его достоверность. Этот ьетод доляец непрерывно описывать всо стадии контактирования; упругую, упруго-пластическую и пласгичоскуа.

2. Развить мотод расчета на иеупругий езгато-едшгаешй тон-тага: тол, с сопрягашлыш поверхностями второго порядка н подтвердить его экспериментально.

3. Определить закономерности неупругого конгактлровашгя, в том число и разнородных тел, во всем возможном дианазоие соотношения кривизн соприкасающихся -поверхностей, как в сжатом, газе и в сжато-сдвигаемом контакте.

4. Получить формулы для расчета предвари тельного смещения, контактпих деформаций и диссипации энергии при знакопеременном нагрузкекип пластически сжатых шероховатых поверхностей сдвигающей силой, но превышающей силу трения покоя. Теорегнчеозсио зависимости подтвердить экспериментально.

5. Определить возмозшость использования метода для случаев, когда в маторнале возникает ц&шнейнал связь мезэду напрязюншшп

'о

и деформациями »од денотвпом различнпх шеакшх .'/е.','.» .nil, к up;'. -меру, под деисдше,*.« температуры иди скорости цгцч.'.у.смян.

G. Решением практически вачшцх задач, показать ауч-ц (фа 'т-четкого использования метода ч иодтаерда-" eiv шушш-ирш<т»'.о~ скую значимость.

Научной лошлюИ ]>.'уЪун япллвтоя реиение ипучьо-г'охтпеск.-н проблема создап',1.ч мотода рпочета лоунругого кингактяратшпя „.<.«!•• ментоп пашностронхолыи,!.". конструкций.

Предложена ттсиатачосиан ш.чель сшювого жшгютд т»м u поверхностями второго пор wo« иопроришю оШ!<з»»ш.«:;;м перо::од от упругой к ачасгпчсско;: коюгшяя1х>ври»!.ч.

Рааройотал v.!o.ii;i!Hi»-:>iK%,£;rnwoßwU мсгод распита тмп-У. -,¡. контактш« деЯюрлкп'Ш ¡' шггякякн'о даплоиап душ ir.iporoJV' «vu-са г.оа^акгччк зидпч.

отражения iíoji^'.ví'oíí контаьтноИ H11Г » г ; ь ; - ;

exet«!» »ведена лошш ;{«piiKï»p«c'JBHca hqjiwpovo ci'.',оного iwnv «cri. - контакт!;! кодудь упругс-нлистичности СШ.1У-П), о пм:.щи- ¡tcv>~ poro опясшмотсм процесс контоктих<с*вдо1я. изменение и'.х-н ovijíi-яает" три стадии контактирования: упругую - и noli вал',!Ч:.;на 1ИУ-31 совпадает и г.-одулем toz-a, упруго-цяастцчсскуи и нластичоск^).

Дня задач о внедрении шдеитора н о смятии сферического cornoirra с различными радиусами кривизна вшшлена единая î;j/hh:uj зависимости ШУ-Il от нагрузки, которая зависит от механических характеристик материала.

На основе раднния задач» о внедрении сфоричосюто ивдентори » nomj'íye;.!u"i образец нроаодец тсорстичесгшй расчет твердости ш~ Tej.ina.ia но Бршкуш. Шершо доказано, что две осногашо характеристики материала, такие ют модуль упругости и твердость, кминт мазду собой связь через ШУ-П.

Pomona i.anöcwieo общая контактная задача о взаимодействии двух одновременно доТюрмпрукцихоя разнородна): тел с криволшши-ini'.'.ü поверхностями в диапазоне лзмонешя zviaonux кривизн от "минус бесконечности" до "шшс Оесксночпостн". При этом совместная контактная деформация определяется величинами КМУ-И каждого и я контактирующих тел. Рошмш контактячо задачи о сдавливании сфе-ричеокого дядеятора в упруго-пластпчесхоо полупространство с криволинейной поверхностью отрицательной и положительной криишш, а такг.е о смятии упруго-пластического сферического сегмента ;:;ес~

ткой поверхностью о различной кривизной. Без щишцшшвлышх от-

ли-.'и К когод уаочога раощкютропястся на оллиисоядачышо ьП'Нта.

Универсальность прэдю^гннюго исхода позволила распростриv.'n, oro на расчет шитакишх деформаций уируго-пластически еДОричсышх элементов ¡з у сломит действия тангенциальной силу, но ирэьишивди1. нолпу» силу трешш покоя, с учете:; зон сцешшнля и сиояъхешш на контакте.

Биявлоиц и ошеалк закономерности' изменения предварительного смещения п контакге разнородных тал нрп изменении их кря-шзн от "минус бесконечности1' до "пдиз бесконечности". Otínapy-;xeitu дрймонронорцяональкая зависимость контактного модуля уи-К/го-нлисткчности при сдвиге от коэффициента трсиия в конгакк».

Установлено, что гавкскшетв предельного предварительного о(„о11;ош!я oí' глубины внедрения, линейна при различная коэффициентах трония и но зависит от кркилсши дневной поверхности.

На основания метода расчета леукругого контакта сферических иогмоптов, как модели контагл:лроваш!я единичных ышеронеро-вноотей, получена расчетная формула предварительного смещения деуиругого контакта шероховатых поверхностей нрн действии сдвм-a'ciunoii сила, но ггревшаиден силу upeiBiH локон.

Проведено теоретическое описание внакошрамепнего предварительного смещения на основе осЗосддешюго 1фшодша Мазиига, что позволило длассдфццсроватх, поведение неупругого контакта как циклически дефоркнрущелся система.

Теоретическое описание в отвой нохли механического гистерезиса позволило* определить рассеянно ксхаалческой энергии в п-<юм !цккле сдвигового знакопеременного нагрукепил неупругого кок-такта шероховатых поверхностей.

Научной и практической' пешюотьп щюдасшзшюго штода расчета с использованием контактного ыодуля упруго-пластлчиости является то, что он, сохраняя структуру упругих аналитических зависимостей, даох новую область прамеиешш классических pemeiiuii контактных задач теории упругости.

Практическая значки,".ость работа заключается в том, что предложении« яясле.шю-аишштчостй ;.;етод расчета контактных деформации н давления с применением контактного модуля упруго-нлаотичносги, является удойшм для широкого инженерного исноль-. эовшшя. Этот метод позволил, не upaúorau к повторешш числен-

пого алгоритма, оцрододлгь контакте!) деформации ш.. нлалктл-чоскшл Яюрмулш, используя иодучешшс саваекмостл хзцигшгшох*.; модуля улруго-няастл'шоотп оч нагруьхщ а унруго-нласгдчоской стада;! и значения контактного модуля и ¡и—.сх'ичоокс/и схгугин хь.ц-тшстаровшшя. Полученные зивисаиосги К.1У-Ц и "троком диаоазо'ло исмепонпя поверхиоотоп ^леиолтии погич-

лхлт прогнозировать ::о:-ои,.-;штая Д.'-'л уиршмовш датский:;.:«

¿Йвнообраале в кодаодо ира учото нолхиоЯнзН «,>«ш напряжениями а Дьфорспцшш материала, учсто температуры л с.-.< рссти нагрукшйш контакта в бодьмей стоаеаи усилш\г.ог цргшк« чсскуи сначп^ость ххродлагасмого метода. Дшшнй мотод незг-ол исследовать тормоупруго^чг.отичсокиэ контактные д^.ормхти.:, кп-птшовди иолзучооть, а такло ззоннодсЧствис» шши-гоп, н'.'л к.'.г;: особые сяоиства материалов, -»хек как «цлауц с "х'.амлтьи

Прямое нрактхгхесхюе злачошю лмоет ириисг.ьпши метели » задаче о взаимодейехши скрещиншсщихся цилиндрических элементов для расчета 1сонта1шшх деформаций при изготовлении впнтошх цилиндрических пружин малого индекса.

Модульная задача о взаимодействии сферического элемента о цилиндрической поверхностью отрицательной кривизны нашла применен;'о для оценки прочности беговых дорожек в поворотном устройство башен грузоподъемных машин. Раочот контактного модуля упруго-шастычиосга позволил определить в какой стации коитак-тлровшшя происходит работа контактного узла.

Нолучошпш зависимости продаарнгельного смещения неунруго контактпруи;![х шероховатых поверхностей, учитывающие мохан.-чо-скно свойства материалов, ынкрогеомегрическио характеркстшш поверхностей и фрлкциошше-коптокта, позволяют обоснованно подойти к техноюгнчеокому управлению грнботехннческнш характеристиками контакта шероховатых поверхностей.

Нолучешше формулы для расчета дисслпатнвнш: характеристик контакта при знакопеременных тангенциальных поре м едешшх могут быть использована для энергетической оценки малоцшеловой усталостной прочности контакта.

Расчет изменения контактных параметров при ноунругом сдвига прижатых друг к другу шероховатых поверхностей» позволил количественно оценить повышение сдвиговой прочности соединений о

гиршшцклациьм натягом, которое осуцэствдяется путем сдригов и грашнде: предварительного смешения.

Практическая реализация работн. Б результате-выполнения Д.И Ьарнаульикох'о завода "Трансмаш" научно-исследовательской работы била внедрена разработка ыотода расчета контактного взаимодействия и деформационных Характеристик цнллнцрлчесшх винтовых нрулиш машх индексов нря их изготовлении, Экономия от внедрения в производство эсиэлдериой нруяшш с переменным шагом душ коробчатых шслосъемних колец составила 360 тис. рублей в 11*07 году/.

Научно-исследовательская работа по тема "Длияше контакта, деформационных характеристик на качество пружин шенкель-пого тика" для этого не предприятия имела экономический эффект от внедрения модернизированной форсунки на дизеле в суше 113 тыс.рублей, в 1909 году.

Б 1593 г. на Ю Барнаульский "Трансмаш" по заявке на патент Российской Федерации & 4800544/22-ш226 от 28.11.90 г. "Устройство для навишси прудил нренмущеатвешо с малым индексом" в соавторство• с Чернышевой Т.13. при разработке шагозадаю-цого механизма попользован предложенный Чернышева!'! Т.В. метод расчета пластического контакта. Прудиняо-навивочшдй автомат 9000077 И для навивки расширителей маслооьшшх поршневых колец с использованием материалов патента введен в эксплуатацию.

Г1о заказу Сибирского физико-технического института г.Томска для Ш0 "Энергия" в г.г. выполнена и подтверждена аг.том приемки научно-исследовательская работа по изучению кине- . тики релаксации напряжений в сплавах на основе никелвда титана, возникающих при формовосотановлении в случае использования ешха-вов в торыо-ыехашческих соединениях,

Ыотод расчета упруго-пластического контакта с контактным ¡.¡одулам унруго-лаастачцоотн внедрен в 1ЭЭЗ г. в СйГИ г.Томска дал расчета прочности фдттпнгових соединений с муфтой, выполненной нз сплавов с ''память» формы".

Рекшендоцип по оценке повышения прочности прессовых соединений при предвари тельном смещении внедрены на Абаканском онцтно-экслерпмбнташюм ршоитжнкэханическом заводе в технологическом процессе восстановления траковых однобортных в

У

• двубортных роликов трактора 'Г--П0.

•Расчет контактной прочности бегчшн! дорокки поворотного механизма башки лесопогрузочной машины ЛТ-72Е внедрен на Абаканском опытно-механическом заводе п 1992 г.

Метод оценки упруго-пластического состояния в контакте элементов качения новоротного устройства автомобильного крана. КС-25С0Б в 1993 г. ¿недрел в АО "Абаканский экопершленгдлыю-моханичеокий завод". На этом ко предприятии в 1993 г. шодреп мотод расчета контакт!шх упруго-пластических деформаций для разработхеп технологического процесса лоперхостно-пластнческого деформирования обкаткой роликом штока гндроцнлиндра механизма телоскопирования автомобильного крана КС-3573 г/п 10 т.

Достоверность результатов работы, обеспечивается обоснован-ннм использованием положений теории упругости, пластичности и ползучести.-В частности, расчетный метод базируется па деформи-цксннсЗ " теории пластичности и методе порсмешшх параметров упругости. Б предлагаемом метода практически показана сходимость и устойчивость итерационного процесса. Пакет программ составлен на языке "Турбо-Паскаль" II реализован на Ш.1-ХТ. Дня нодтво!и-деннл программ« о двойным итерационным процессом решен» тестовые зэдачн.

1,,.!.слен!ю-ан;шгхпчсс1«п'1 мотод расчета основывается на ранениях классических наиттсших задач теории упругости Г.Горца л Р.Циндллна.

Результаты расчетог тестовой задачи сопоставлены с имеющимися в литературе дашшмд и вшюдамд работ: А.И.Шшшского, ■З.Боудена, Д.Тейбора, Р.Харли, Р.Вшона, И.В.Крлгелъского, И.Б.Демкина, Н.Ц.Михнна, К.Л.Дконсона, ДЛ-осса, Р.Ерач'Тшлда, При этом сопоставлении для расчета МУ-Н(. кроме своих полученных экспериментально диаграш растяжения, использовались н диаграммы приведенные в работах И.Н.Безухова, С.В.Сереисепа, Р.Ы.Шнейдероднча н других. Сопоставление подтвердило /достоверность метода.

Теоретическое описание знакопеременных тангенциальных перемещений при контактировании сферических ремонтов и шероховатых поверхностей базируется. _на_обоб:цслном принципе циклического депортирования Мазннга.

1'рп теоретическом ошюашш пеущ:.то контактирующих шеро-ховатнх поверхностей в основу шло;шш теория упругого облике^ пня и.Б.Крагельского н И.Е.Домкшт и теория упругого предварительного смещения В.И.Максака.

Теоретические исследования н расчеты подтверждены н собственней окоиехтмэптом.

ропультатн T'iidOTH бп.'ш .anjygiipop.aim на 2-й в ü-н Ыоздуна-родних ош.шознупах "Трнбологичоокие проблемы элементов, работающих в контакте" в Польше в 1906 г. и в 1990 г. (два доклада); на ü-i.i Месздународном Кош'рессо по трибологии в Финляндии в 191)9 г. (два доклада) ; на Уаэдпаредной научно-технической конференции "Технологические процесс!) к оборудование" в Болгарии в 19Ш г. (два доклада); на Цездународном симпозиуме ")IpotTipu-9I" в г.Лроеласле в 1991 г.; на научном семинаре лаборатории комплект« фнзнко-г.Млгишческлх исследований в JblAiUe лм.А.А.Кцагол-равоьи АН. СССР в г.Москве в 1991 г.; на виездних сессиях Научного Сойота но тршшю и cuaaicavi AU СССР в г.Харькова в IS89 г. и в г.Сочи в 191)6 г. ; на Есосоюзних научно-технических конференциях но KiidporexHHKO в г.Багулш в IS9I г.; в г.Кобулети в 190? г. л в г.Телавн в 1904'г.; на научном семинаре "Механика-контактного взаимодействия" в г.Абакано в IS87 г.; на Всесоюзных научных конференциях по технологическому управлению триботехничеокнш характеристиками уалом маши в г.Кишиневе в ISB6 г. (два доклада) л в г.Севастополе в IS83 г.; на Международной научной конференции "Трибология и зЭДокткшооть производотва" в Болгарии в 1Г36 г.; на ХШ научной конференции в г.Улан-Удэ в IS87 г.; на научно-тех1ШЧ8ско11 конференции "Иаучнио дооишення - производству" в г.Абакаг: ; в 1986 г. ; на Международной научной конференции "Tpeiuie, изноо и смазочные материаш" в г.Ташкенто в 1885 г.; на научна* семинарах "Механика ловравдошшх конструкций" в г.Ыо-скве в ГДШГА и 1984 г. и в г.Риге в ГО ГссШИГГЛ в ISÖ4 г.; на научном семинаре Института фнзако-техинчоских проблем Севера HI* СО ЛИ СССР в г.Якутска в 1904 г.; па Всесоюзной научно-тех-пяческой конференции "Повышенно производительности-н качества (лоханнческой обработки" в г.Иркутоко в ÏC03 г.; па Рсснуйилкап-ской научно-технической конференция по прикладной мохаллкс в г.Томско в 19Ш г.; на Боесоюзной научной конференции в г.Навоп v. 1983 г.; на Воеоошной конференции.но прочности и пластичности

в г.Перми в 1903 г.

Личное .участпо аптоуа. Материалы, представленные в диссертационной работе, получени лично автором. Применение теорий, методов, положений и окопоримснчалышх данных других авторов проанализировано и осуществлено автором работы со ссылками на библиографические источншда. В сотестннх публикациях материалы, относящиеся к неуиругому контакту, принадлежат единолично автору.

На защиту выносится:

1. Математическая мод, ель силового ноу другого сдагого и сжато-сдвигаемого контакта тел с поверхностями второго порядка, основанная на трох гипотезах и позволяющая непрерывно описывать переход от упругого контактировшшя к пластическому о учетом упрочнения материала.

2. Чяолешю-аналатпческий метод расчета нелинейных коптокт-них деформаций и контактного давленая для разнородных по мехаии-Ч0С131М свойства!.» чел, сопрягаемы о поверхности которых имеют кривизну второго порядка.

3. Решение практически ватлшх задач неупругости контактирования наиболее распространенных видоо сочленений элементов маши-нострочтелышх конструкций, сопрягаемые поверхности которых имеют кривизну второго порядка.

4. Установленные закономерности неупругого контактирования сжимаемых и сжаго-сдвигаошх гладких тел с поверхностями второго порядка по всем диапазоне изменения криыкчы.

5. Теоретическое описание н »ыягаешшо закономерности пе-улругого предварительного смещения пластически сжатых шероховатых поверхностей, а также ветвей гистерезчсной петли при знакопеременных тангенциальных смещениях и диссипации энергии и произвольном цшело нагрудения.

Совокупность основных положений, выносимых па зациту, свидетельствуют о том, что в диссертации решена важная научно-техническая проблема в механике контактного взаимодействия, созданы научные основы и методика прочностных расчетов контакта элементов машиностроительных конструкций за пределами его упругости.

Работа являлась часть« темы "Исследование и разработка методов расчета на износ деталей машин", вхлмчышой в план работ АН СССР по направлению 1.11.3 на 1901-1985 г.г. по проблеме

"Трение, изноо и а.'азочпые материалы"(I.II.2) Координационного плана АН СССР на I98G-199U г.г. и в делом по общесоюзной научно-технической программы ГКЛТ "Падещюоть" на 1Ш6-19Э0 ¿. .г. и на период до 2995 г. но vauwi 2: о проведении научно-и и следовательской работы по обесиочошш надежности и качества машиностроительной продукции, н вшюлнепа па кафедре "Прикладная механика" Хакасского поллтехшгюского института Красноярского государственного технического университета.

Структура н объем диссертации. Днссетдаи^оппая работа состоит из введения, шести глав, включаыгщх 24 раздела, заключения и ошюка литературных источников. Материал работы изложен на 232 страницах, содержит <jg рисунков, ig таблиц. Список .".итературн содер;,шт 236 наименований. Б приложении помечены акти, под-твсрйадаищио внедрение результатов работы.

СОДЕРШШ РАБОТЫ ' .

lio вподении обосновывается актуальность темы диссертации, формулируется цель и дается обадан характеристика работы. .

В но|той главе проводится аналитический обзор работ, блиэ-iuix к теме диооартации. Анализируются вопросы контактировшшя, иредставллщнх интерес ддя решения проблеш. В исследования ко данной проблеме вноодя вклад у чаш о: Б.Ц.Алокоандроз, О.А.Актин, И.Арчдрц, С.Паронот, Р.Виыоп, H.A.Бородин, Д.А.Галин, И.Г'.Гсрпа-ра, ¿.Р.Гвккор, Н.Гринауд, А.П.Гусакксв, Н.Б.Демкин, А.Н.Динник, . >\Н .Дроздов, А. О. Пал икс кий, В.В.Номайлсв, И.В.КрагельсккД, В.VI. Куаьменко, А,!!.1!узпецов, 1>.Д(жотт, В.Н.Марочкин, В.И.МоссакооскиЦ, Л.Ираидтлъ, Д.гадок, о.Б.Рыасв, А.Я.Р/дзит, В.В.Соколовский, A.A. Споктср, П.^олансйи, С.дащи, А.В.Чичгинадэе, Р.Шилд и другие.

1ю второй части раздела анализируются результату исследований явлений в контакте при сдвиге, в пределах предварительного отщвпия контактнруицих тел. Дашше исследования проведена в работах авторов: С.Б.Айнбацдера, U.M.Алексеева, Б.Б.Алнсина, Ф.Боудена, Д.Тейбора, Н.Б.Демкина, Х.Дореоевича, К.Даоноона, Р.Гамильтона, Д.Гудмэна, И.Р.Кошшша, М.А.Короткова, П.Д.Кра-гольокого, Ы.В.Коровчинского, Д.Куртней-Пратта н и.Эйснера, • В.П.Максака, Н.Ы.йихина, Ю.Н.Лернера, А.С.Пранча н других.

Отмечается, что большинство работ относится к случаям кон- . тактирования сферического шш кашовидаого тела с полупространством,

Конкретизировала актуальность н пиитическая ¡значимость темп исследования контактного згаапнодейстоил. Подводой итог анализа научных исследовали!!, определена основные направления исследований и сформулирована проблема, ноль и задачи исследований.

Вторая глава, посвящена описанию математической модели силового неупруюто контакта тел с поверхностями второго порядка. Охсми контактирования показана на рио.1.

В основу модели «»упругого контакта полокопн три гаюхези:

1. При условии лровпшешщ интенсивностью напряжений в критической точке тела продола текучести материала среднее и глада и-мальиоо контактлыз давления совпадает ио величине. Дагшая ппюто-за подтверждена расчетом Р.Хардн по методу коночннх элементов.

2. Составляющая прогиба гну три контура загруженного круга формирует пластическое сбллдошю тел.

3. О контролировании колтактянх деформаций и контактного давления интенсивностью напряжений в критической точке деформируемого тола.

Разработай чпеленло-околахичссклД метод раочота юнтакт-ннх дс^ясгшй па основе метода леремолних паралютров ущ>ут>тя.

Охегли контактирования

Т

Т

'по.!

Обоснованность и применимость разработанного метода доказывается ни нрим&рих реиюшш контгишшх задач о внедрении сфернчоско-го индеитора в упруго-нпаотичоикоо полупространство и сж^до упруго-идиотического сегмента жестким штампом. 1! общем олучао данный метод применим при расчете контактных деформаций тел с поверхностями второго лордцш.

Контактная задача поставлена и решена в рамках деформационной теории идастачноотл. Согласно дашой теории дифференциальные уравнения равновесия для объемного напряженного состояния и условия сок.юитш/.ости деформаций зашлшваптсл анипогично уравнениям Гнирии упругости. У слопал па поверхности укруго-штстнческого полупространства зцца:ш в виде распределенной нагрузка с пнтен-тыюогьи проиорцмонильаой одашате иолусферы. Б работе принято условно текучести Хубера-чЛизеса. '¿изическпе уравнения Генки за-шюивштоя с функцией пластичности:

" £о "ЖЩ " Зо

Дня рещошш контактной задачи выбран метод переменных пара-шгроь упругости. Расчет ведется итерациошшм методом. В качестве норвого приближения в алгоритм© расчета принимается упругое решение контактной задачи Герца.

Критерием окончания расчета является относительное отличи о интенсивности напряжений от иапряяешш опытной диаграммы на заданную величину. Практически показана устойчивость н сходимость метода, причем 9-12 приближений обеспечивает точность I %,

Проведено обширное сопоставлений о результатами других авторов. Показано, что виачение ыакснмадх^ого контактного давления, ооответствуыцее зароздешш плаотичёокой дэформагрш в краха-ческой точке равно 1,6 (5г , что соотвотствуот известному выводу теории контактирования.

Введено понятие контактного модуля унруго-идастпчаоохя, о пошщьв которого, но прибегая к повторения чгслсшюго аягопцг;.и, ьошш вычислять шгеактше деформации 15 зюг;гакх<:оо дешешо.

На уио.З показаны тра огодни изменена контактного «эдул;: удву го-вдеотя'шооти. В кораоЦ, упругой отад;ш, 12.441 решен яулэ йл'а, го агорой, уяруго-ыластыческод огдг^й» И'У-И <'о/лчаски ишшасм« от нагрузка, к сислк&з. О-сй

асимптотой является значение ЮТ-И в третье!!, пластическом, стадия, которое но зависит от нагрузки. Б третьей стачии и определяется значение твердости материала но Брлнелв. В третьей стадии изменения ШУ-Н определено, что сродно о контактное дамп-шш равно 3 С> г , что соответствует влводу работи Л.Ю.Шлинтн'э. Расхождение с расчетом радиуса отпочатка, проведениям в работе Л.ЮЛйшшского, состапляог 20 %■, что обыгсшмтоя различном моделей тела. Показано, что средние нормашшо напряжения и зоне контакта приблизительно равны тиердооти кстервола по Бринолн» что соответствует вывода работы П.Ы.Пнхкна.

Для упруго-пластнчоокоИ стадии деформирования проведено сопоставление с результатами численного ранения методом колоч-них элементов, получивший и.Хардч, расчета но модели о "пароним

Зависимое и> ХШ'-Н от комплекса Р/д'

С'и'мПп

& ; 1 t \ . »

V*'

С •! Ы К

\

— и. Ч \

II !! 1

Ч V \ N

ч ч, й <

Сталь бг» 200 Ша I - 40Х; 2 - ОХШЛ;3-40ХШ Рис. 2

ядром" Р.Бишопа, с оксиорншнташшмл даянь-ми Ф.Боудша и ДЛ'ейбора (рио.З), с результатам;! работм Ф.Фосса я Р.Нро:л.Тялда (рис.4). При этом отмечено удво-ютворптел^люо соответствие.

Показано, что величина ШУ-П и ко&ЗДчщиоит уь'рочношш матери зла могут быть определены по известному значении твердости материала по Ерлпела.

1!]х)ведон расчет твердости материала по Кринелга. Расхождение неяду раочетнигли г, экспэриментальнтаз значениям! твердо-стл но лрзвтаает 10 дл>: радиуса отпечатка - 9 %. Расчот проводился для трех радиусов сферического индентош а соотвотст-ши с ГОСТ 9012-04 для пешмапил твердости казго|«ала. Во всех грех случаях пзлн-гчна контактного модуля унр.уго-илаотичноетп имела одно и то да значение.

'ft

\

Ф*,

iО'

щ

шЦ

! 3 S Т 3 H _£сх 6 г 7Г

l~»iUC40T ни КМЗТОДУ KOUüU-них элементов;

2~росчот но шдоли с "шарам.»! яд pu»";

3 -же о та oí i да стичи сн оо рв-шонио;

4-рлсчот по ыегр,цу с lüff-H; и - пксиурпман.алышо дашшо.

Рпо.З

.'i: £

/

Iii,

*Уи)0

tí - онспоримент/даннио Cocea и Брдыфщуч;

сплошная лнння - расчет-

X - расчет автора .шторная сталь Ст.3,/?г.15*10"л и.

Рло.4

Решена контактная задача о слщтнн сферического сегмента еоотким штампом. Экспориментольнио исследования показали теоретическое и окоперш.¡витальное соответствие результатов.

В третьей части главу проведен расчет контактных дефокла-ЫЙ в задаче о гпедрашгп сферического надоитора в уяруго-шшо-тнчзекоо полупространство с криволинейной дневной воверхиооача. iUropaui распита аналогичен алгоритму, иод озонному в лораоа разделе второй гдавн. В качестве исходного цр:г0дш:о;::ш прщшгла-отоя решение упругоЛ оддошг-ноД задачи о сжатии двух кршолн~ hüKíoíx тол, одно из которых;.;ооткоо. Показано, для различных кривизн величала ШУ-П различна, цо до где иитонспиноото наирженай в критической точко тола ц гимчаной Е1У-П cjpjeoi-зуот единая сашсамость.

В четвертой части главы проведено чнааепко-саа-^-гячепдоо руизшо oftuoll контактной задач;! о эт&здоде&гешя ^s^i^meCruc; унруго-вдаохдчеокях тол с разлачш.;:.;:; шхакчеенш:.: i vpeSOTse:': ,'.:Í>TOV:!&'IÚIK

Отличительной особенностью решения дшшоК эадлчм .'шл/шю.ч введение двойного итерационного процесса в алгораш расчета. Алгоритм нахождений контаатш« деформаций олодуаэднй;

1) нервом приближении регаетоя упругих задача Герца для

т

разнородна; крпволпнеШшх тел. В нервом ярглаплкгсея

' бг] п Т-Л" эате?л и £}" . Исдн дгн-ормь-'л*';

оказывается упругой, то щлиоходат переход к расчету клпря.т» нч.1 второго тола. В случао нровшаошя иитенспгкост;/. Н1кчт":(.>шп; чре,-дола текучести материала первого тола, напряженно определяв.! из опнтной диаграмма первого тона. Пиикпнитсн эютюшвя /■'':. л £*{{<>. н происходит переход к расчету напртаопкй шорою то-н. Окончание расчета нропеходит ира одновременном, мшолнот-.и /м.- гм рчов'

- бО/6< < Ь м (<Оы-<Эа)/&, <0

■ и пскощыо двух кштотшх модулей уируго-шнсиятоочч '.%■*. но вычислять контактно деформации по онататачоомш федо.'ш».

Для гтроверш! изложенного алгоритма реннши дио т$<т*.чо ьчм-г.гдообратнпо задачи о исходными дшшшя:

I) а^п, ЕГсо, л-^л^ф-/^ - б*, М;

.Я) йг^ВгЕ.^г^.^б.Х^^Л^.^^.

ГГуовэрка подтвердила праяилыгооть алгоритма с дроШи».1 ято-рп-.чюнш'м циклоп.

■А/ I <''1

' / I

Павмсниость КНУ--Н о-? соотиотшая крнвази сопрпкпсэскдохся

1_1.......1

Т - ? « Г, п'Л; 2 - V 10

- ? СО :<Л; Й, « 5-КГ°м; К* ППа;

Стягг, Ст.:] <з7 -л 2Ш

?Л£). Г>

рио.5 приклони зависимости ЛЛУ-И от отношения радиу-шпз кривизн двух тол .с одинаковыми механическими свойствами. Оом»-ггь Ri /И, <■( -J, О) яо имоот смцсла. ДаШ|Цо графики позподя-jí.'i анализировать контактные диХ-орыацяя тол в диапазоне изменены a á^díish от ~ до + <» . При стремлении радиуса вог-иуго-л] тола к радиусу выпуклого тела ( /?- /R<~" - I) расчет pajil .уса 1шщщц контакта становится иоопраделешшм, та« как пер-лоиичишшК контакт кер-эотаот битв точечным ( а-~ — ), при атом контактное сближению стремится к пули (и> — 0). ílpi; [l, l'Rt — 0 контактная задача о вэалмодейотвии двух тол выродда-отоя л задачу о действии сосредоточенной силы на сферический О <-! плоит.

Для двух таи о одинаковым« свойствам;! величина совпаднот; для тел с различными механическими свойствами

f На p.ic.G цродставлены кртио£^ а ^ Rñ/fi()

Зависимость Е.1У-П от соотношения кривизн

EÍJI Е2*

сопрлкпсавдихея гед

ттгярр*

щ

f/m.

'if'.'/y/y/','.

til Ьт

'"'Шф

-( .о

Рззличчпс механическио свойства

i'- (Гг = 2С0 131а; К = 3900 Ша;

l"~ о, = -'JÍU Ша; К * 6ÜQ0 Ша; 6 i¿!; /?,= и-10 ~3ц.

Рис. 6

f, i:

Одинаковые механичоскко свойства

2 - 67 = 260 Ша; К 3900 Ша.

,о

Третья глава посвяцепа расчету контактиих до^Р-жай п контактных задачах о взаимодействуй тел о наишойно* )v:<",o'ju-.-циояной характеристикой. В первой части раои.:.щ).1г'.чэтс« нимость .числопно-ана'штичоского метода к расчищу кочтсплннг: деформаций тол, мохашчоогле свойства которых зависит oí: те;м;ра--тур«. Диаграмму деформирования з таких условиях. иршмсют » чу:-иошюм надо: /fg** • йиэичоскдо ураанзиич т^тпла.'.г/ч/.ч-и-тл имеют вид:

г,ij

Алгоритм раочога аналогичен алгоритму, вэдиг» ¿иному ы iivo-poil главе. На рис.7 приведены зависимости контактного кодуяч уп~ руго-ллаотачиоотя при различша температурах д<Япуищют>щшк »«да та мадозглороддстоК стола. Па рю.й приведши р'личоткно гигди'ни контактных деформаций, радиуса контактной площади и náxw.4u.¡u

¡Зависимость ЮЛУ—II от комплекса йпаноимоеть контаглнчх: р

Р/Д дэформоций от температурь.

\

л Ч^ -- —___

——— —^HHZi

!

' ï • V ! i ! ........

Д»

с J a> "

г:з'С

I г« г

■V

25

■V

^ о

Vf/Jï

a

/

/

/

S j I — ï. I

, í__L_J_!__

d£

0,1

a.t

■ C'Zi -oj C'.'J-,-•("

Fro. О

"с:-:-агггдог..-зл

^шгткта. Дяя ойооновашя использования метода пушю отметить, уотшо).ленную и работах А.Ильюшина, оналогша гоории

уо'л'.г'ювишоЛсн ползучести <: теорией ыаных упруго—пластических д-э'М'.адайяЙ. Ддя расчета использовали 'диаграммы растяжения стала н'т.Ш нмучс-ннш при температуре Т = 500°С в интервале скоростей дсффмц.овгшия от и,0005 %/мш1 до 6-В

I) четвертой, главе рассматривается предварительное смещение 1,:[)!•] ичоокрго ИНДУНТОра в упруго-н.тстн часком полупространство под цийсшием нормальной и иоэрастащой •.Г'Игепцпальной сил. (рис.9). Величина тангенциально!; сиди не превышает полную силу '.сронил поноя. На контакте учитппдатся золи сценле-и сколь-т.ош'я. Ъ качество первого нрисишкенля в алгоритма расчета кри/штотся упругое реасше контактной задачи Р.Швдлпна. При наличии каоателыих напряжений интенсивность напряденпц в критической точке определяется как

Увеличение пнтопоквносгн наиряяешШ но сравнению со случаем нормаиьного нагрукення приводит к уменьшении контактного модуля от величины Бр до Ег , что приводит к измоноша конгак-тних деформаций при сдвиге.

На рис.10 показана расчетные зависимости 1С.Г/-П от нормальной нагрушш при различных коэффициентах трения. Сопоставление результатов расчета с расчетами Ддоноона и Дкефррпса показано на рис.II. Применение графиков для КГЛУ—II позволяет вычислять предвари тельное смещение без численного расчета но формуле:

В случае цриьолинейнои дневной поверхности зависимости про*» дельного сдвига от г.чубигш гнодрошш при различии* коэ£»1;од!с«той трения пока?£и:ц на рис. 12.

Схема контактирования

Рис. 9

£*Л7>Лв

Сталь Ст.З; Ъ'г= 2^0 I/ala; К « 3900 МПа; I - f = 0; 2 - у = 0,1; 3 - Î « 0,3

Рио.10

Р.кН (х)

V.1

о см l/i>

- рас чох аьтс|л-,;

- проСТХ?Г>flOXVMt.'íU/> контакт.

Ri с .11

Зависимость предельного сдвига Зависимость предельного сдвига.

от глубины внедрения

AXaW'M

0,5 0,5 (\ч 0ti 0,2 V

fei

о. соотношения радиусо» дгруи.иэн тел

м

V

П2

О о,2 о,ч ад < 1,2 i,\

О -/?1-0,0Г м,/?«0,0Гlú¡°" Ф -V0.OI «0,01 и; й -/?,=0,05 m,,Ç rsO,OI м; СЗ -,orQ, I M, /? -0,01 м Рис.12

IJ диапазоне изменения отношения радиусов кривизн от - -.-о до + кривно предварительного смоления при различних ко»]>-'1:;!ционтах трения покозшш на рис.13. При /?«//?,-—1,ДХ,„-*~0

так как Д Х,Ц) » Ч\и)) • Ранее балл г оказана, что

.... «« яри гГ<2 I - / . Но'«'горой части четвертой главы приводится расчет предварительного смещения двух криволинейных упруго-пластических тел о различными механическими свойствами и нелинейными деформационными характеристиками. Учитывая закономерности упругого кои-тш;ти].ювашш, предварительно«) смещение в неупругих стадиях можно определять по формуле: * *

гда Е { и Еа оиредолени заранее численншл способом.

В третьей части хлобц демонстрируется применимость метода к расчету колтштшх деформации пл&моитов, выполненных из сплавов с "памятью <|юрмип»

Пятая глава посвящена теоретическому и экспериментальному исследованиям взаимных тангенциальных перемещений контактирующих шероховатых поверхностей элементов о псупругами деформационными характеристиками материалов. Дня описания шкрогеометрш ¡1 дэ^ормирования шероховатых поверхностен выбран детермшшрован-ныЛ подход, предложенный И.Б.Крагельскшл н Н.Б.Демкшшм.

Ддя'упрощения анализа введены предположения: а) выступы н мою г одинаковые главные радиусы; в) на каздом коптактирущем выступо роализуотся расчетная схема о предварительном смещении деформируемого сферического выступа, изложенная в четвертой главе. Приложенную тангенциальную силу,- ко превншаадув полную силу трэшш покоя, в контакте скатых поверхностей, мохено представить как сушу элементарных сил, приложенных к каадому контактирующему выступу: п п *

ад

Проинтегрировав данное выражение п выразив ноличину предварительного смещения, получаем:

Г}

АХ- £ ¿и-({- Хл^Л

л згцу) Ет I ^ 1?) J

* г* г*

гду /1С , ЬР , йт - характеристики максимального выступа.

Во второ" часш пятой главы представлена рсту.чьтат» оус-пермменталыюй проварки предварительного смещения ноунруго коаток.ирующих шероховатых поверхностей. Исследования П'РОЕОДН-лись на установке с опт.пко-мохшшче.окой системе!! иоизреяия.; 'Ла рио.14 приведены экспериментальные я тосретичоск'.е »ах^/ондк^ ч.-л предварительно.!« смещения от тангенциальной ииш.

Связь предварительного смецеиля со сдвигавшей силой

Удельные смшамдие нагрузки: О,В Ша (*); 2,4 Ша (х); 3,2 3,6 Ша

Деформированная медь П1.

Рае.14

В третьей част главы проведено теоротичоскоо опиошше йнякопереаонннх-тангенциальных смещений неупругого контакта шероховатых поверхностей. Сродп подходов к описанию циклических диавраш дефорг'лрованшг тел, ш}раи обо&цешшй пршедш Исзпнга, разработанный В,Ыоо1ашя1шм. По донному принципу оо-огнотенио пахду иаярязеиасм и ДО'1<ор,-.глпей э п-нсм подуцикло огпаокпазтся а надо:

л х ' Д> ~ А \i4i- ).

и четвертой части ¡штой главк виведённ и нодтверздоин эко-шфи..чнло1д теоретические зависимости диосигацни энергии в произ-ильлом цагло пагру.шшя. Показано, что пластический контакт шо-I шл»гшх поверхностей, как циклическая система, является циклически итабашзирувдейся.

В шостоа глазе приведет» примори практического использо-в£1 чпя предлагаемого метода расчета контактних деформаций. В ивр~ 1игл двух разделах исследовали пластические деформации, возникавшие в проволоке при изготовлении винтовнх цилиндрических прушш малого индекса. Д^ш утой цели рассмотрена модельная задача о взаимодействии под углом двух циляцдричоскнх элементов. Специфика расчета геометрических характеристик при изготовлешш пружин малого индекса потребовала при силовом анализе процесса навивки учета не только изгибащого момента, но и крутящего, а таквд осевого натяжения щюволоки. Приведены результаты экспериментального исследования щюцосса навивки шштоних цилиндрических прузхнн малого индекса.

• .У третьем разделе шестой глади проведена оценка давшеняя сдвиговой прочности соединений с гарантированным натягом путем нредоорлтшшшх тренировочных сдвигов в условиях трения покоя. Показано, при каких условиях можно издать повышения прочности .соединении с натягом до 60 %.

Ироддагаомнй метод расчета, контактных деформаций н контактного давления бил применен для оценка контактного соединения опотомн "икцнцнлиддр отрицательнойкривмхш", что позволило оценить нрочнооть упруго-пластическн деформирующихся беговых доро-тек в поворотном механизма башни лесоиох'рузочной машин ДГ-72Б в конкретных условных работу манипулятора. Показанн нута повц-Ш51ШЯ прочности беговых дорожек.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВШВД 110 РАБОТЕ

На основании проведенного литературного анализа, а такке исходя из научных и практических потребностей, сформулирована актуальная научно-техническая проблема н выбран главны!! объект исследования - неуяругий контакт тел с кривизной сопрягаемых поверхностей. второго порядка.

■¿й

X! связи о выбрлишм объектом исследования и в соответствие научно-технической проблеме определена цель работы и сформулированы актуальные вопросы. ОХорнулировашше задачи исследования' соответствуют поставленной целы.

Разработшшыо математическая модель неупругого силового контакта и численно-аиалитичссшШ метод расчета контактных деформаций и контактного давления, основанный на методе перемешшх параметров упругости, позволили получить удобные для инженерного испояьзоешшя формулы расчета указанных величин в контакте разнородных тел во. всем возможном диапазоне соотношения кривизн сопрягаемых поверхностей.

В отлично от существующих теоретических методов исследования контактных деформаций, разработанный метод позволил значительно расширить научно-практическую значимость классических решений контачтных задач теории упругости.

На примере внедрешш сферического индентора в упруго-плао-тическоо полупространство убедительно и всесторонне доказано соответствие результатов предложенной методики с вьющимися в литератур о результатами многих авторов, а также с основными выводами существующей теории контактировашш.

Впервые введено понятие - контактный модуль упруго-пластич-ности \1С-1У-П), с помощью которого анализируется процесс контактирования. Показано, что изменение 1(1.1.'/-П отражает последовательно три стадии контактировашш: упругу/о - в ней величина КЫУ-П совпадает с модулем Юнга и но зависит от нагрузки, упруго-пластическую - в этой стадии величина ШУ-Л гаперболцчео;<и зависит от нагрузки и пластическую - в этой стадии 19ЛУ.-П имеет практически постоянное значение. Кривая завиоимостп КМУ-И от нагрузш! определяется механическими характеристиками материала. Причем, для задач о внедрения сферического индентора и о смятая сферического сегмента яеогким штампом, получена единая кривая зависимости КМУ-П от нагрузки.

Метод позволил исследовать более сложные виды контактирования, когда положительная и отрицательная кривизны поверхностей контактирующих элементов взаимно меняются на противоположные.

Боз принциппальных отличий методика расчета распространяется на эллипсоидальные элемэнты.

Разработанный алгоритм двойного итерационного процесса по-

алс/лид рошть наиболее обэду н практически зашую контактную задачу о ьзаа:.мд1)!1стьда диух эдпоьроыркно поупруго дироруцрую-i:::o.cj* разнородных ол-лишго» к дкапазоио азкснсгош кривизн от "¡лпнуо бооконеч.'юс.ти" до "аляо бооколочлооти".

¡.'пм'.слошю у;1руг;,-х1ласшчоок.чх и пластических с упрочно-ic -и.сл.таих лоТ-ji:.::-.циН и дозлешл по аналитическим эшюн-:•.)•;■:;•>., ..-гя,;«!; сиг.р£:<ог.б осповят структура кдассячеокшс <', K.i:'i.':;.'i:.ii Tiopju упругости, о иоиидо зиачешЛ КМУ-й, iio иычоран 4:ia-i<.«i:ti.'l a.-.- орлт.-д, лшкгтоя иаучшш достоинством моыд;чи:.

):окм>\л ЦраиУлЧСОКи» цонноот!. c5csdut 1) том, что методика шз-г «¡ци&ипгодиап, контакта от начала его натру-

)я.

kudwita юаяшоеяоь КМУ-II с твердостью материала но Бри-пилу, гиторая позволила шдюлшггь расчет унруго-плаоткчоского емпгооьил nouxaitva без использования дпаграшц раотяхенич, что дало ьоуисоноот i широко коиольоозать типрвие справочные. доишо но раелнчншл шчираалам.

йроддагаеглая методика раочота оказалась пригодной для расчета го^.ю-унруго-ыаотичеои«: контактных деформаций, когда кехидшчоокле характеристики зависят от температуры; для расчо-тг контактных деформаций, когда ыехашческае свойства материала зависят от скорости нагрукеяия, для расчета контактных до-' ^ормацш"; тел из материалов, имеющих такие оссбыо свойства, как свойство памяти формы, а ташке для порютых спеченных материалов.

Разработанная методика учитывает влияние, на ноупруглй icon— такт дополнительной тангенциальной силы, но превышающей полную силу трения покоя. Вшшшш закономерности изменения предварительного смещения и дополнительного сближения при изменения крпвиэи. элементов от "лшяус бооноиочиоотд" до "дmoo бвоаопоч-

hocti1".

Обнаружена пряиолрошрциоиальная зависимость контактного модуля упруго-пластичиостл от косффиционта трения в контакте.

Обоснованность теоретической модели контактяровшяя гладких тол позволила попользовать ее для ошеания предварительного омещошя ноупруго контактирующих поверхностей. Полученные расчетные формулы достаточно полно учи tub ант механические характо-

ргзстикг материала, шкпснчисютр^тсопне чпгп сгернстикп u.i'in;.^;,.', • той к"ч(фХ1шсти К

кэдользогашю эбобдочнюго пишдона Ыаошгга позволило г.иш.я~ тическн описать злаколереиешюо н]>одвйрлтслы1оо смеч'сниэ d леул-ругом контакте иероховаткх поверхностей при ого нагру.понпн цн;;--личоской знакопеременной тглл.'онпимьпой <:)5лоГ(. Эксперимент,"льпл-í.in дшшыми нодтвоглщснн «тоиомпш тсотютоекзо завиол.уооти.

Контакт исследус.'.чгх статышх' псрохЬгр.тнх поворхностой обладает свойством щжсиосо&ше'.'остк при увеличешш циклов сдвигающих нагруяени.й с постоянной амплитудой.

Расчетные заяглишетя дасспнацка онергли в пластическом коп-г,„".те нрл циклическом одг..ишо;л нагруяшш когуг бить использовали для оценки шйоцяклогой прочности ко.чтачтяруздях повпршостсК.

Анализ дополнительного облш'.енля контактирующих поверхностей позволял пореПтп к оценке ногншеннл сдвиговой прочностл контакта нрн одвиго л, в частности, соединения о гпраптиропоннкм натягом. г

Расчет дополнительного сближения был использован тагске и для оценки повшаепия герметичности, к ирг,меру, металлических уплотнений вакуумшх камор.

Решение задачи о взаимодействии двух цилиндров под углом позволило определить лсштакггао деформации при навивке виитовнх цилиндрических лругял колото индекса. Показано, что влияние пластических контактных де^юрмацпй на конечный наружный размер пру-дини достаточно велико л в рассматриваемых условиях нашвки достигало 15 %.

Рсшояяо задача о контактном взаккодейстши по схеме "сфера-цнлнцдр отрицательной кривизны" позволило провести оценку прочности беговых дорезок в поворотном устройзтпе бааши лесопогрузочного манипулятора.

Рассмотрит:« на реальных конструкциях примера, подтвердили большое народно-хозяйственное значение созданной методики яроч-JíocTHiix расчетов тяжело нагруженных сочшшплй элементов машиьо-строителышх конструкций. Методика колет бить использована по только для оценка работоспособности существующих маапн, но и з процессе их проектирования, о чем свидетельствуют приложешше акты о внедрении.

Основной содецслшшо диссертации опубликовано в слодуздпх работах:

1. /.Ькоик it.ll., Чориимова Т.Н., Совотцанко Б.&. Раосалнно ык'ргп;! в пластичисг.оп контакт и шероховатых новорхноотой // Справка о дон. рукописи в ИШ.'.Ш'й 233 ш - Д 03. Библ. указател! БИШ1ТИ, 11Ж), 12, о. ж;.

2. Баксак 15.И,, Совог^юшсо Б.Б., Чортиюва Т.Н. Уволичоиио Влао'х'ИчиокоИ контактной деформации п раз; кших ооодилошмее с цольы повитлт.ч их герметичности // Технологической управление трибот'ошчиошш:) ларйка'иряотмкш.'И узлов мам*.!.'; : Тоз, дот!. Боео. кон*. - Шиюш: Иад. НИИ, 1903 - о. 1У2-.1У-1.

У. Чорннлош 1'Лк С.иипг плаохнчооки омятого сферического ьмглыги ь кет-иг. н о ¿фетиш ептдои* Снравка о дон. рукотюг. ь ЫИьЬи & '¿II и: - Д «У 01 Ш.Ои.ОЗ.

4. Б.'.., Содогчишю Б.«., Чиршшоиа Т.Л. Предвари-

тельной емздонии при шшотачиоком контактировании шероховатых нол&рхкостиы // Бопроои дшиажк и прочности в машиностроении: Сб. иоуч. трудов - Омск: Изд. 0м1Ш, 11)03 - с. 45-49. .

6. и-люак Б.П., Совег'чоико , Чэрашош Т.Б. Пластическая коитаи'шап деформация при лродварлтояьном смедошш // Прочность и пластичной!ь: Тоз. докл. УIII Бсоо. конф. - Пермь:

Изд. ЛШ, 1УвЗ - о. Ш-Ш.

С. Черниаови 1'.Б. Повышенно срочности соединений о нитягой// Голодна ученые народному хозяйству: Сб. науч. трудов -- Томск: Лад. ТГУ, 11383, с. 73-74.

7. Шксак Б.И., Совотчонко Б.4., Черншмва Т.Б. Сдвиг пластически снятого сферического оогмоцта в контакте о кестквм • штампом // Ч'репие и изноо. - 1304. Т. У, Б 3 - о. 4.51-456.

8. Ыаксак БЛ1., Совйтноико Б.й., Чернышева Т.Б. Иоолодоюа-нвя пластического контактирования шероховатых тол // Тронио г. ианоо - 1904. Т. У. Л 4 -с. Ш5-СВ).

9. Чернышева Т.Е., Даша пина ов Д.Ц., Ыаксак В.П. Рассеянно энергии в пдаогнчооком контакте деталей ыашип // Тез. Бсоо. конф. по вибрационной техиико. - Тбцлиоа, 1984 - о. 19.

P. 9

ГО. Максак Ь.И., Чирнкшова Т,В. Жесткость, прочность ¡1 двмнфируадио авойо'1ю условно-неподвижных; соединений элементов конструкций // Трение, износ в смазочные материалы: Труди междунар. научи, коиф. T.I. - Москва: All СССР, I9B5. - с. 37-41.

II. Максак JJ.11., Чернигова Т.Е. Исследование г^едваритоль-ного суощшшя применительно к гормотичиостм условно-нонодвикша соединений // Технологическое управление триботехническими характеристиками узлов машин: Тез. докл. 2-й Всео. научи.-техн. конф. Секц. Ш л 17. - Кишинев: Изд. КИИ, ISG5. - с. 5-6.

12, Иаксак В.П., Чернышева Т.В. Г/родваритсльнсо сдащенио пластического контакта при наличии 1Ш1 // Технологичоскоо управление трнботехннчоскнш! характеристиками у злое шзин: Тез. докл. 2-й Всоо." н.-т, коиф. Секц. 1нП. - Кишинев: Изд. КИИ, X9S5. - о. 95-25.

13. Chernyshevs T.V. , Mal'sak V.I. The Contact of elastic-plastic Sphere with the rigid Baao under normal and tanqentlel Forse. //International Gymposium "ХНБУСОМТ"-Сгасим» ГиЬНвЬег Ml, l?Di. -p. 403-112 «I

14. Максак Б.11., Чернышева Т.Н. О сдвиговой прочности цилиндрических соединений о гараатнро.ванинм натягом // Трибология и эффективность производства: Гоз. докл. национальной науч.-техн. о международным участие» кокф. "Трибо-QG". - Болгария, Пловдив: научно-тохничоехш съизн в ¿'•ългария, 1Ü06. - с. 33-34.

15. Максак Б.II., Сологчошш Б.й., Чорнншэва Т.В., Куиаковс-кий Г.И. Податливость пластического контакта шероховатых новор-хноотей при знзконорогшшом сдвиговом нагруаении // Миханикп деформируемого твердого тела : Сб. научи.^трудов. - Томок: изд. ОТ, 1987. - о. 122-125.

16. Чэрншшва Т.U. Пластическая контактная дефориацзя и разъошхоц коннческон соединении // Тез.докл. юбилейной ХХУ1 научн. конф. - Бурятская АССР, Улан-Удэ, 1Ш7. - о. 26.

17. Максак В.И., Чернышева Т.Б. и др. Исследования дефор;«-циошшх характеристик и контактного взанмодейотвия цидиндричас-ких пружин перомешюго иага и малого ивдокоо при их изготовлении// Отчрт JfflP: гос. регистрации Jí 650063188. - Абахсен: Аф Кр1Ш,

1987. - G7 о.

10. Авдеев'Д.Л. и 1арй!0л Л.П., Чернышева Т.В. Повышение качества пашпзкн шиовых нрук малого ипдог.оа // Повышение качества и надокпооти продукции. программного обеспечения «ШМ н технических средств обучения: Тоз.докд. Бсэс. иаучн.-т^хц. конф. - Куйбышев: Изд. К1Г.1, 1989. - о. 6-?.

19. Chernysheva T.V. Plastic Contact Shear of rough Surfaces with hardening. // Friction-Weiir—Luij'-i catlcn'Procsedi nga of Sth Intern. (.VntjrcBS ct Tri liol oyy " £Ur«ni?ID-09, " - Finland, del slnltl > Technical llttaf-ercll Centre, IVGV. - Pafii.r H 396.. .

20. Cfiernyshova T.V., lUikset; V.I. Planti'- Contact Bhear of rough noJies Hitli hardening.// rrlctlon-ttear^Lubrlciition« Proceedings, af . Sth Intern. Си.щгсиз on Tribolucjy " EUKPTRIB-OV. "-Finland, Helsinki« lecnlcU r<t>si?arcli Centre, 1937. - Рлр«г N 250.

21. Чернышева Т. Б., tianoaic В» И. „ Барицов Л.И. Ефелтнвно. производство на -виитови цшшндогаш пружшш о малые ивдоко // 1'ох1юлогнч1Ш нроциеи н оборудвана за офоктивно излолзуване на мотшшлто маториали: тциоиолиа паучн.-техц. донф. с межд,народно у частно. •« Бьл.ария, София: <ШТД, 1909. - о. II9-I20.

22. Максыи Б.И., Чорншова Т.D. Коцтактирано на дотаШш от • нороотп праховомоталургичш! материал»! .// Технологична лродосси

и оборудовано за ефоютшно използуване на маталните материалы: нациокална иаучн.-техн. конф. с международно участие. - Бьлгария, Соф.ш: йИТД, 1983. - с. 147. . .

23. Максак Б.И., Чернышева Т.В, Исследование кинетики релаксации напряжений в сплавах на основа никелида титана, возникавших при формовосстановленяи в случао использования сплавов в TLJ (тврыо-шжаничеокве соединения) // Отчет НИР: гоо. регистрация Л 051Б1 от 02.Ш.2Б. - Абакан: Аф КрПИ, 1989. - 25 о.

24. Ыакоак В.И., Хохлов Б.11., Чернышева Т.В., Затов Д.Й. Контактирование деталей из сплавов "с память» формы" //

25. Itaksal; V. I., Kuprijauow М. А., Chernysliova T.V. Contokt Соо--peralion of Elements at Porous Eintred Materials // Tribologlcol liiobltiui!) of Elements operating In Contact! Ill International S/Ihposlum "INSYCGNr'.-Cracowi Publisher ЛММ, 1V70, -p.427-432.

26. Шксшс Б.И., Чернышева Г.Б. Дпссадация снергпп в пластическом контакте при •шшшиИих температурах // Таз. Боос, конф. но вибрационной техника. - Тбилиои: Изд. ИШ АН Рооп. Грузия, 1991 - с. 59.

27. Кжоак D.H., Хохлов D.A., Чоришаояа Т.Б., Энтов АЛ. Расоеянио зноргиа л контакте деталей на онлавов TU - JK // Тоз. liaоо. кош}, во вибрационной технике. - Тбилиои: Изд. lií.'.M All Росл. Грузил, IS9I - о. 59.

28. Баршюа А.П., Хяшш Б.Л., Барннов H.H., Макснд В.И,., '•горишвва Т.В. Уотройотво для иагивкя прулиа, нровмущеотвевио. о галим шщоксом // Иолодитольноо рошсшгз 1Ш ГШ от 07.fiG.93 о видело патента Российской Сэдоргщип пя основании нололнгель-líoró окопортного решения от 28.00.02 по однобитной onлика

1Ь 4085514/27 - IM22G от 21.Л.СО.

29. Uaksalt V.l., Cíiarnyshcvn T.ü. Displacer,nnt of splmrns by slaultanuous clmngo of stretching and pruñsinn forças. // 4-th International Sy.-poslusi, IHSYCOIIT' 34, Сгпсон, Poland, 1994, p 1У7-1П2.

Ре>тяпупит 1ПУ. Г?гтгг-г> Г-IEi.r. ICO.