Способ измерения фактической площади контакта

 

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ФАКТИЧЕС;KC«t ПЛОЩАДИ КОНТАКТА твердых тел, заключакшийся в том, что сопрягают твердые тела по исследуекым поверхностям , нагружсцот их сжимающим уся .лием, образуя стык, сообщают телам движение, друг относительно , в одном КЗ тел генерируют импульсную ультразвуковую волну заданной амплитуды , регистрируют амплитуду ультразвуковой волны, прошедшей через стык, и по их соотношению судят о фактичесKofi площади контакта, от ли ч а ющ и и с я тем, что, с целью расширения диапазона размеров исследуемых тел, ультразвуковую волну генерируют в приповерхностном слое в направлении , параллельном поверхности стыка. ш Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

ЮЦИ

РЕСПУблИН

«е «и

3(59 Q 0 N 19 02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOP 0MV СВИДЕТЕЛЬСТИУ (21) 3402118/25-28 (22) 22.02. 82 (46) 23 08 83. Бюл. Р 31 (72) Г.И.Максимочкин (71) Всесоюзный заочный машиностроительный институт (53) 620,.178.162(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство HPS

9 13877, кл. G 01 Ь 25/00, 1968 (прототип) . (54) (57) СПОСОБ ИЗИЕРЕНИЯ ФАКТИЧЕС:КОЙ ПЛОЩАДИ КОНТАКТА твердых тел, заключакщийся в том, что сопрягают твердые тела по исследуемым поверхностям, нагружают их сжимающим уси.лием, образуя стык, сообщают телам движение. друг относительно друга, в одном иэ тел генерируют импульсную ультразвуковую волну заданной амплитуды, регистрируют амплитуду ультразвуковой волны, прошедшей через стык, и по их соотношенйю судят о фактической площади контакта, о т л и ч -а юшийся тем, что, с целью расширения диапазона размеров исследуемых тел, ультразвуковую волну генерируют в приповерхностном слое в направлении, параллельном поверхности стыка.

1037146

1О

Составитель М.Добычин

Редактор С.Патрушева Техред М.Костик Корректор A. Ференц

Заказ б 000/45 Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", r.Óæãîðoä, ул. Проектная, 4

Изобретение Относится:к технике исследования механического контакта шероховатых тел и касается способа измерения фактической площади контакта твердых тел.

Известен способ измерения фактической площади контакта твердых тел, заключающийся в том, что сопрягают твердые тела по исследуемым поверх,.ностям, нагружают их сжимающим усилием, образуя стык, сообщают телам движение друг относительно друга, в одной из тел генерируют, импульсную ультразвуковую волну заданной амплитуды, регистрируют амплитуду ультразвуковой волны, прошедшей через стык,15 и по их соотношению судят о фактической площади контакта P1).

В известном способе импульсную . ультразвуковую волну направляют перпендикулярно стыку, при этом она про-gp ходит через всю толщину сопрягаеьжх тел.

Недо:таток известного способа сос.тоит в том, что s результате многократного отражения ультразвуковых волн наблюдается явление интерферен-1 ции, .которое затрудняет измерение амплитуды ультразвуковой волны, прошедшей через стык. Для устранения этого явления используются образцы такой толщины, при которой не наблю дается это явление не выполняется условие интерференции) . Однако при использовании известного способа эта толщина может оказаться значительной, что не всегда возможно реализовать. цель изобретения — расширение диапазона размеров исследуемых тел. 4О

Эта цель достигается тем, что со- . гласно способу измерения фактической площади контакта твердых тел, заключающемуся в том, что сопрягают твердые тела по исследуемым поверхностям, 45 нагружают их сжимающим усилием, образуя стык, сообщают телам движение друг относительно друга, в одном из тел генерируют импульсную ультразвуковую волну заданной амплитуды, регистрируют амплитуду ультразвуковой волны, прошедшей через стык, и по их соотношению судят о фактической площади контакта, ультразвуковую волну генерируют в приповерхностном слое в н аправлении, параллель н ом поверхности стыка.

На чертеже приведена принципиальная схема устройства для реализации способа.

Устройство состоит из механизма 1 нагружения и механизма 2 перемещения исследуемых тел 3 и 4. К одному из тел (на чертеже это тело 3} прикреплены валноводы 5 и б, оснащенные соответственно генератором 7 ультразвуковых волн и приемником 8 ультразвуковых волн. При этом волноводы 5 и б располагают под углом, выбранном иэ условия

61и А = С В/Со, где С> и Со — соответственно скорости объемной ультразвуковой волны в волноводах и в теле 3.

При выполнении этого условия ультразвуковая волна генерируется в приповерхностном слое тела 3 в направлении, параллельном плоскости стЫка.

Способ осуществляется следующим образом.

Исследуемые тела 3 и 4 нагружают требуемым усилием и сообщают им движение друг относительно друга. С помощью генератора 7 в теле 3 генерируют импульсную ультразвуковую волну амплитудой,, которая проходит исследуемый стык и попадает на приемник 8, где измеряют амплитуду Г ультразвуковой волны, прошедшей стык.

Это измерение проводят на начальной частоте колебаний, соответствующей длине волны Л..

Для этих условий опыта вычисляют значение коэ ффицие нт а кл„=4-ъ (1)

Ф

Затем проводят те же самые измерения для другой длины волны А и по формуле (1) подсчитывают коэффицикл, °

Безразмерную величину фактической площади касания Определяют по формуле кл1лй клаА1 л,-л, Использование этого способа позволяет устранить интерференцию в приемник, что повышает точность измерения. Способ позволяет измерить площадь фактического контакта для образцов слОЖНОЙ фОрмы.