Способ определения коэффициента трения материалов

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для определения коэффициента трения при пластическом деформировании листовых материалов в машиностроении, автомобилестроении, авиастроении и других отраслях промышленности. Сущность изобретения: образец в форме пластины из испытуемого листового материала с предварительно нанесенной координатной сеткой размещают на зеркале щелевой матрицы и зажимают прижимом. Затем к цилиндрическому пуансону прикладывают усилие пресса и производят пластическое деформирование образца. Методом координатных сеток устанавливают параметры деформированного состояния и определяют средний коэффициент трения материалов по формуле. Технический результат: повышение точности и достоверности способа определения коэффициента трения материалов. 1 ил.

 

Изобретение относится к обработке металлов давление и может быть использовано для определения коэффициента трения при пластическом деформировании листовых материалов в машиностроении, автомобилестроении, авиастроении и других отраслях промышленности.

Известен способ определения коэффициента трения материалов [1], который заключается в том, что образец деформируют путем приложения к нему сжимающего усилия между двумя плоскими штампами, а о коэффициенте трения судят по изменениям поверхностного слоя материала. Недостатком этого способа является невысокая точность определения коэффициента трения, обусловленная необходимостью замеров сдвига поверхностного слоя материала, который неравномерен по поверхности образца.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ определения коэффициента трения материалов, представленный в [2].

В данном способе образец деформируют путем приложения к нему сжимающего усилия и измеряют параметр нагружения, образовавшийся в результате деформирования, по которому судят о коэффициенте трения.

Недостатком известного технического решения является низкая точность, так как определяемый по этому способу средний коэффициент трения устанавливается по результатам измерения только одного параметра нагружения, образовавшегося в результате деформирования, момент для измерения которого устанавливается визуально по началу проскальзывания образца.

Заявляемое техническое решение направлено на повышение точности способа определения коэффициента трения материалов.

Это достигается тем, что до начала деформирования на одну из поверхностей образца наносят координатную сетку, по искажению которой устанавливают параметры деформированного состояния, а коэффициент трения определяют по формуле

где n - параметр упрочнения материала;

; εt - окружная деформация;

R, R0 - расстояния от рассматриваемых точек на цилиндрической поверхности деформированного образца до его оси симметрии, R>R0;

R'=R/Rц; Rц - радиус цилиндрического пуансона; ;

Δεtt(R0)-εt(R) - приращение окружной деформации;

εm - меридиональная деформация;

Δεmm(R0)-εm(R) - приращение меридиональной деформации.

При этом повышается точность и достоверность определения коэффициента трения, так как его средняя величина рассчитывается по результатам установления параметров деформированного состояния большого числа ячеек координатной сетки, находящихся в области контакта образца с пуансоном.

На чертеже представлена схема реализации способа. Способ осуществляют следующим образом. Из листа испытуемого материала вырезают образец в форме пластины. На одну из поверхностей образца наносят координатную сетку. Затем образец 1 размещают на зеркале щелевой матрицы 2 и зажимают прижимом 3. К цилиндрическому пуансону 4 прикладывают усилие пресса и производят пластическое деформирование образца.

После испытания образец извлекают из матрицы, методом координатных сеток устанавливают параметры деформированного состояния и определяют коэффициент трения.

Реализация предлагаемого способа позволит по сравнению с известным техническим решением повысить точность и достоверность определения коэффициента трения.

Пример конкретной реализации способа

Реализацию способа осуществляли на стандартной испытательной машине ЦД-40. Формовке подвергали три плоских образца прямоугольной формы с размерами в плане 300×70 мм и толщиной 1,2 мм, изготовленные из стали 08пс в состоянии поставки. Пластическое деформирование производили в экспериментальном штампе, обеспечивающем жесткую фиксацию головок образца в ходе испытания. Штампы свободно, без дополнительного крепления располагали на столе испытательной машины.

Для установления параметров деформированного состояния после испытания определяли деформации по предварительно нанесенной на рабочую часть образца фотоконтактным способом координатной сетке из системы пересекающихся окружностей диаметром d=2,6 мм. С этой целью на инструментальном микроскопе УИМ-22 с точностью ±0.001 мм в среднем по длине контакта образца с цилиндрическим пуансоном сечении измеряли размеры ячеек деформированной координатной сетки а, b соотвественно в окружном и меридиональном направлении, а также расстояния R от центров этих ячеек до оси симметрии образца.

Окружную εt и меридиональную εm логарифмические деформации рассчитывали по формулам

Установив параметр упрочнения материала (n=0,2), а также радиус цилиндрического пуансона (Rц=45 мм) и располагая экспериментально установленными распределениями окружной εtt(R) и меридиональной εmm(R) по формуле (1), определяли средний коэффициент трения. Усредненная по результатам испытаний трех образцов величина среднего коэффициента трения составила 0,23.

Таким образом, представленные экспериментальные данные позволяют сделать заключение о возможности реализации с достаточной степенью точности предлагаемого способа определения коэффициента трения материалов.

Использование предлагаемого способа позволит определять значения среднего коэффициента трения листовых материалов, применяемых в различных отраслях промышленности путем проведения испытаний в механических лабораториях промышленных предприятий и НИИ.

Источники информации

1. Громов Н.П. Теория обработки металлов давлением. М.: Металлургия. 1967. С. 166-168.

2. АС СССР 905750, кл. G01N 19/02. 15.02.82, БИ №6.

Способ определения коэффициента трения материалов, заключающийся в том, что образец деформируют путем приложения к нему сжимающего усилия и измеряют параметр процесса нагружения, образовавшийся в результате деформирования, по которому судят о коэффициенте трения, отличающийся тем, что до начала деформирования на одну из поверхностей образца наносят координатную сетку, по искажению которой устанавливают параметры деформированного состояния, а коэффициент трения определяют по формуле

где n - параметр упрочнения материала;

; εt - окружная деформация;

R, R0 - расстояния от рассматриваемых точек на цилиндрической поверхности деформированного образца до его оси симметрии, R>R0;

R'=R/Rц; Rц - радиус цилиндрического пуансона;

Δεtt(R0)-εt(R) - приращение окружной деформации;

εm - меридиональная деформация;

Δεmm(R0)-εm(R) - приращение меридиональной деформации.



 

Похожие патенты:

Настоящее изобретение относится к способу и системе (100) для оценки потенциального трения между шиной и поверхностью качения, согласно которым: строятся первая и вторая базовые кривые «трение контактного взаимодействия/кинематическая величина», соответственно соответствующие первой и второй опорным величинам μр1, μр2 потенциального трения, где μр2 > μр1; определяются первое и второе пороговые значения кинематической величины или первая и вторая пороговые величины трения контактного взаимодействия; определяется трение μ контактного взаимодействия между шиной и поверхностью качения; определяется текущее значение кинематической величины между шиной и поверхностью качения; определяется текущая рабочая точка, задаваемая трением μ контактного взаимодействия и текущим значением кинематической величины; текущее значение кинематической величины сравнивается с первым и вторым пороговыми значениями кинематической величины или соответственно трение μ контактного взаимодействия сравнивается с первой и второй пороговыми величинами трения контактного взаимодействия.

Устройство измерения коэффициента сцепления колес воздушных судов с покрытием взлетно-посадочных полос (ВПП) содержит несущую раму, опирающуюся на два несущих колеса, измерительное колесо, компьютерный пульт управления и индикации, независимый груз с рычагом, цепную передачу, тормозной генератор, датчик тока торможения, датчики угловых скоростей измерительного колеса и одного из несущих колес, систему автоматического управления скольжением измерительного колеса, независимую подвеску, пружинный амортизатор с демпфером, управляемый трехфазный выпрямитель переменного тока, нагрузочное сопротивление, тензометрическую систему, блок корреляции результатов измерения коэффициента сцепления покрытия с реальной характеристикой торможения колес приземляющегося воздушного судна.

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для исследования коэффициентов трения покоя и движения кормов, в частности корнеклубнеплодов, о различные поверхности.

Настоящее изобретение относится к способам и устройству для анализа влияния трения на управляющие устройства для управления процессом. Согласно одному из способов анализа влияния трения на управляющее устройство, определяют первое усилие или крутящий момент, соответствующий трению управляющего устройства для управления процессом и устройства приведения в действие, функционально соединенного с указанным управляющим устройством посредством штока или вала, в ответ на первое усилие или крутящий момент определяют первую команду на приведение в действие указанного управляющего устройства посредством штока или вала для получения первой реакции устройства приведения в действие, и определяют второе усилие или крутящий момент, соответствующий трению управляющего устройства для управления процессом и устройства приведения в действие, и в ответ на второе усилие или крутящий момент определяют вторую команду на приведение в действие указанного управляющего устройства посредством штока или вала для получения второй реакции устройства приведения в действие.

Группа изобретений относится к способам измерения и используется для определения коэффициента сцепления аэродромного покрытия. Способ определения коэффициента сцепления колес объекта с аэродромным покрытием включает измерение динамических характеристик колес средства при его движении по аэродромному покрытию, определяют динамические характеристики корпуса средства за счет установки на объекте устройств, а сцепные качества аэродромного покрытия определяют по величине разности величин скорости перемещения корпуса объекта и скорости перемещения корпуса объекта, определяемой по скорости вращения колес объекта, при нулевой разности коэффициент сцепления аэродромного покрытия - максимален, при достижении разности скоростей величины порога формируется оповещающий сигнал и осуществляется запись сигналов, пропорциональных скоростям, и разностного сигнала, дополнительно скорость перемещения корпуса объекта, определяемую по скорости вращения колес объекта, определяют с учетом деформации шин от нагрузки самолета.

Группа изобретений относится к области измерительной техники и преимущественно может быть использована для определения фрикционных параметров поверхности взлетно-посадочных полос аэродромов или дорожных покрытий.

Изобретение относится к области трибометрии для исследования процессов трения, износа и трибоЭДС как при сухом трении, так и со смазкой. Машина трения содержит стол с жестким основанием, электродвигатель, неподвижную бабку, в которой в подшипниковой опоре размещен приводной вал, один конец которого через муфту соединен с электродвигателем, а другой - с ведущей головкой с контрэлементом, к которому прижимается торцом образец с помощью механической системы в виде рычагов, при этом образец закреплен в образцедержателе, расположенном на валу в подвижной бабке, и вал, вращающийся вокруг своей оси и перемещающийся вдоль оси для передачи усилия на образец с помощью механической системы в виде рычагов, при этом момент трения уравновешивается маятником, жестко связанным с образцедержателем с определением момента по шкале.

Изобретение относится к исследованию дисперсных материалов путем определения их физических свойств механическим способом, а более конкретно внутреннего трения порошков.

Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение в вакуумном и электронном приборостроении, ядерной технике и других областях, требующих высокой чистоты поверхностей, работающих в условиях контролируемой внешней среды, в частности очень жестких требований к поверхностям катодов для приборов ночного видения, к стенкам вакуумных камер и приборов в установках термоядерного синтеза, поверхностям приборов для измерения вакуума, и может быть использовано при давлениях в диапазоне 105-10-10 Па, при влажности рабочей атмосферы в диапазоне 0.1-0,95 RH и температурах от -40 до +150°С.

Изобретение относится к области метрологии и может быть использовано при определения физико-механических свойств материалов и, в частности, коэффициента гистерезисных потерь материала.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для определения коэффициента трения при пластическом деформировании листовых материалов в машиностроении, автомобилестроении, авиастроении и других отраслях промышленности. Сущность изобретения: образец в форме пластины из испытуемого листового материала с предварительно нанесенной координатной сеткой размещают на зеркале щелевой матрицы и зажимают прижимом. Затем к цилиндрическому пуансону прикладывают усилие пресса и производят пластическое деформирование образца. Методом координатных сеток устанавливают параметры деформированного состояния и определяют средний коэффициент трения материалов по формуле. Технический результат: повышение точности и достоверности способа определения коэффициента трения материалов. 1 ил.

Наверх