Способ определения фактической площади контакта твердых тел

 

Изобретение относится к технике исследования контактных параметров шероховатых тел, а именно к способам определения фактической площади контакта твердых тел при их взаимном перемещении. Целью изобретения является расширение номенклатуры испытуемых тел. Нагруженные твердые тела перемещают относительно друг друга. В ходе испытаний регистрируют вибросигнал с контакта тел, ведут гармонический анализ, определяют максимут амплитуды плотности спектра, а по ширине прилегающей к ней зоны частот плотности спектра судят о фактической площади контакта тел. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)5 .G 01 N 19/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНЯТИЯМ

ПРИ 1ННТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (","-Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 442057 7/25 — 28 (22) 04.05.88 (46) 15.03.90. Бюл. У 10 (71) Ростовский институт инженеров железнодорожного транспорта (72) В.В. Шаповалов и- И.В. Киселев (53) 620.178.162 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

К- 1019293, кл. G 01 N 19!02, 1980. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФАКТИЧЕСКОЙ

ПЛОЩАДИ КОНТАКТА ТВЕРДЫХ ТЕЛ (57) Изобретение относится к технике исследования контактных параметров шероховатых тел, а именно к споИзобретение относится к технике исследования контактных параметров шероховатых тел, а именно к способам определения фактической площади контакта твердых тел при их взаимном перемещении.

Целью изобретения является расширение номенклатуры испытуемых тел, образующих различные схемы контактного взаимодействия и выполненных из различных материалов.

На фиг,1-3 представлены спектры вибросигналов при взЯимодействии твердых тел с различной номинальной площадью из контакта;.на фиг.4 спектр вибросигнала взаимодействия тел, с помощью которого найдена фактическая площадь контакта.

Способ определения фактической площади контакта твердых тел осуществляют следующим образом, Нагруженные твердые тела перемещают друг относительно друга. Возни„,Я0„„1550374 А 1

2 собам определения фактической площади контакта твердых тел при их взаимном перемещении. Целью изобретения является расширение номенклатуры испытуемых тел. Нагруженные твердые тела перемещают относительно друг друга. В ходе испытаний регистрируют вибросигнал с контакта тел, ведут гармонический анализ, определяют максимум амплитуды плотности .спектра, а по ширине прилегающей к ней зоны частот плотности спектра судят о фактической площади контакта тел. 4 ил. кающий в ходе перемещения спектр вибросигнала, характеризующий переменные силы фрикционного взаимодействия регистрируют и анализируют. Определяют максимальную амплитуду плотности спектра и ширину прилегающей к ней зоны частот плотности спектра, по которой оценивают фактическую площадь контакта. При этом используют тарировочную зависимость фактической площади контакта от указанной ширины, полученную аналогичным путем на телах с различной номинальной площадью контакта и при определении в каждом случае фактической площади контакта по ro электропроводности.

Пример, Определяли фактическую площадь контакта твердых тел, изготовленных из стали и бронзы.

Схема контакта: периферия торца диска-цилиндрический папьчиковый образец, Диск стальной, приводится во вращательное движение.Пальчиковый обра1550374 зев бронзовый, прижимается к диску с расчетным усилием» Давление на контакте 1,5 МПа.

На первом этапе определяли тарировочную зависимость, Для этого на образце быпи укреплены пьезоэлект-рические датчики Д14. Диску сообщали вращательное движение, образец прижимался к диску с определенным усилием, Испытывали поочередно пять образцов различной номинальной площади:

2,0; 3,0; 4,0; 5,0у 6,0 см . ДавлениЕ на контакте, скорость скольжения и температура в зоне трения поддерживались для всех образцов на одном уровне и составляли: P = 1,5 МПа

V. = 0,2 м/с," e = 40 С. После окончания процесса приработки трибосопряжения (0,5 ч после начала движения), снимали вибросигнал с фрикционного коитакта.

Сигнал о фрикционном контакте, характеризующийся взаимодействием неровностей контактирующих поверх" костей, регистрировали с помощью датчиков Д14, Затем аналого-цифровым преобразователем(АЦП) его преобразовывали в цифровой код через модуль внутренней связи передавали в процеСсор и оперативно-запоминающее устройство ЭВИ, СМ-1, Затем с помощью методов быстрого преобвазования Фурье определяли спектр сигнала, позволяющий выявить- зоны и характер наибольших изменений сигнала в частотной и временной областях, Одновременно со снятием вибросигнала с фрикционного контакта определяли значение фактической площади контакта по измерению электропроводности контакта.

В результате получена зависимость фактической площади контакта твердых тел от ширины зоны частот плотности спектра, прилегающей к максимальной амплитуде плотности спектра.

Затем определяли фактическую площадь контакта исследуемого контакта тел. Нагрузочно-скоростно-тепловой режим был таким же, как и при получении тарировочной зависимости.

С помощью датчиков Д14 с бронзового образца регистрировали спектр вибросигнала. На этом - спектре определяJIH Bc T oK co oTB e Tc TB H фрикционному контакту, и ширину зоны частот плотности спектра, прилегающей к максимальной амплитуде. По полученной ширине зоны частот плотности спектра с тарировочной зависимости определили, что в момент снятия вибросигнала фактическая площадь контакта составляла 0,43 см .

Формула изобретения

Способ определения фактической площади контакта твердых тел, заключающийся в том, что нагруженные те30 ла перемещают друг относительно друга и определяют информационный параметр, по которому оценивают фактическую площадь контакта, о, т л и ч а юшийся тем, что, с целью рас35 ширения номенклатуры испытуемых тел, регистрируют спектр вибросигнала с контакта тел, определяют максимальную амплитуду плотности спектра, а в качестве информационного параметра определяют ширину прилегающей к максимальной амплитуде зоны частот . плотности спектра.

I 1

l2, гц

5Д(ю /

8)v

Иг/г

Яд.5 )v и Цгц

1550374

4t, Фиг 2

Num 3

Gcl fd, ю тю. г

1550374 м, н /гц

ЛЮ

Составитель В. Данилов

Редактор И. Циткина Техред А.Кравчук Ко р рект ор 0. Ципле

Заказ 267 Тираж 486 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101