СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ ФРИКЦИОННЫХ СВОЙСТВ Советский патент 1973 года по МПК G01N19/02 G01N3/00 

1

Изобретение относится к способам определения фрикционных и механических свойств материалов, а именно коэффициентов сцепления, трения скольжения и трения качения в динамических условиях, а также гистерезисних потерь, динамического модуля упругости и ударной твердости материалов образца и контробразца при наличии трения заданного вида, и может быть использовано при исследовании трения и сцепления с поверхностью контробразца различных изделий.

Известен способ исследования фрикционных свойств материалов, заключающийся в том, что образцом ударяют по исследуемой поверхности контробразца, в процессе соударения создают относительное перемещение образца и контробразца с заданной тангенциальной скоростью и измеряют параметры соударения, по которым рассчитывают искомые характеристики.

Известный способ не позволяет определять механические свойства материалов образца и контробразца.

Предлагаемый способ отличается тем, что одновременно измеряют параметры отпечатков, остающихся па поверхностях образца и контробразца. Исследования проводят как в области предварительного смещения, так и при тангенциальных перемещениях, превышающих его.

Гистерезисные потери оценивают по соотношению энергий отскока и падения образца (шара). При использовании в качестве одного из параметров отскока его максимальной высоты Гистерезисные потери определяют как отношение высоты отскока к высоте падения образца. При испытаниях пневматических колес целесообразно производить сравнительную оценку гистерезисных потерь и использовать ее для косвенной оценки разогрева шины нри ее перекатывании.

Ударную твердость при упругой деформации шара определяют по затратам энергии на пластическое деформирование контробразца как отношение работы нормального вдавливания шара к объему восстановленного отпечатка на контробразце по формуле

г, 6mg(fia-hi)

JJ-vjt )

t (3rl +1)

масса шара,

ускорение свободного падения, высота падения шара, максимальная высота отскока шара, глубина восстановленного отпечатка

на контробразце. радиус восстановленного отпечатка

на коптробразце.

сследовании условий взаимодействия исследуемой поверхностью, используя известные значения гнстерезисных потерь, по затратам энергии на нормальное вдавливание определяют несущую способность деформируемых грунтов и веществ. Динамический предел текучести находят по известным формулам на основе значения ударной твердости контробразца. Для определения динамического модуля упругости материала контробразца используют стадию отскока шара. Его находят по формуле1 - динамический модуль упругости материала контробразца, ii и )Х2 - коэффициенты Пуассона материала щара и контробразца, EZ - динамический модуль упругости материала щара, который определяют при использовании одинаковых материалов щара и контробразца. Определение предлагаемым способом механических свойств особенно важно для полимеров, резин, композиционных и других материалов, у которых эти свойства в значительной мере зависят от продолжительности приложения нагрузки или многокомпонентность которых требует онределения механических свойств. В тех случаях, когда используют материалы с поверхностными покрытиями, пленками или граничными слоями, определяют совокупные динамические свойства. Исследования можно проводить в диапазоне темлератур от абсолютного нуля до температуры плавления исследуемой поверхности. П ip е д м е т и з о-б р е т е и и я 1.Способ исследования фрикционных свойств материалов, заключающийся в том, что образцом ударяют по исследуемой поверхности контробразца, в процессе соударения создают относительное перемещение образца и контробразца с заданной тангенциальной скоростью н измеряют параметры соударения, по которым рассчитывают искомые характеристики, отличающийся тем, что, с целью одновременного определения механических свойств образца и контробразца, измеряют параметры их отпечатков, остающихся на поверхностях. 2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что определение гистерезисных потерь производят при упругом соударении образца и контробразца. 3.Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве образца используют щар. 4. Способ по пп. 1, 3, отличающийся тем, что определение ударной твердости, динамического предела текучести и динамического модуля упругости материала контробразца производят при упругом деформировании щара, а импульс соударения выбирают из условия обеспечения пластической деформации контробразда. 5. Способ по пп. 1-4, отличающийся тем, что исследования ведут в диапазоне температур от абсолютного пуля до температуры плавления исследуемой поверхности.