Применение методики спектрального анализа акустических сигналов для исследования трибологических свойств смазочных и контактирующих материалов - Автореферат

Применение методики спектрального анализа акустических сигналов для исследования трибологических свойств смазочных и контактирующих материаловРабота выполнена на кафедре «Материаловедение и механика материалов» Тольяттинского государственного университета Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Громаковский Дмитрий Григорьевич кандидат физико-математических наук, доцент Надточий Михаил Юрьевич Защита диссертации состоится 23 апреля 2009 г. в 15.00 часов в аудитории Г-208 на заседании диссертационного совета Д212.264.03 при Тольяттинском государственном университете по адресу: Россия, Самарская обл., г. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тольяттинского государственного университета. Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью организации, просим направлять по адресу: Россия, 445667, Самарская обл., г.Например, около 20% объема финансирования работ по трибологии в США направляется только на стимулирование работ по смазочным материалам. Существующие методики и средства оценки критического состояния смазочных материалов, как правило, основаны не на контроле физических процессов, происходящих в трибосопряжении, и поэтому для принятия решений требуют остановки испытаний и разборки узла трения. Основными причинами, препятствующими развитию методов и средств трибологических испытаний, являются: сложность и недостаточная изученность самого процесса трения, малые размеры и недоступность для исследования трибоконтакта, адекватное изучение которого возможно только в системе «тело - смазочный материал - контр тело». Установить связь между параметрами регистрируемых акустических сигналов и предельным состоянием смазочного материала или узла трения для выбранных схем трибологических испытаний. Научная новизна: · Впервые показано, что наличие газовой фазы в смазочном материале не оказывает критического влияния на вид кривой спектральной плотности акустических сигналов, пропускаемых через смазочный материал.В качестве первого (глава 3) использован активный ультразвуковой (УЗ) метод исследования диссипативных свойств смазочных материалов предложенный Чудиновым Б.А. и Кришталом М.М.) Способ заключается в том, что при пропускании через макрослой смазки, размещаемой в специальной ячейке, непрерывным излучением УЗ колебаний при заданной амплитуде и частоте входных импульсов, выходные (прошедшие через макрослой смазки) регистрируются по «теневому» методу УЗ дефектоскопии, а диссипативные свойства смазочных материалов определяются путем сравнения амплитуды входных и выходных импульсов. Выбор четырехшариковой машины трения (ЧШМ) обусловлен тем, что она позволяет спровоцировать задир и сваривание поверхностей трения, обеспечивает постоянство начальных условий трения, методика испытаний имеет четкую систему распознавания задира, высокую повторяемость и достоверность результатов. Таким образом, использование ЧШМ на этапе выявления связи условий работы пар трения с особенностями регистрируемых акустических сигналов позволяет свести к минимуму погрешность испытаний, а также имитировать различные механизмы изнашивания и предельные состояния узла трения. При этом фиксируются: нагрузка, соответствующая задиру, путем сравнения фактического пятна контакта с нормативным (критическая нагрузка Рк); нагрузка, при которой происходит сваривание поверхностей трения при достижении момента трения 120 кгс·см и более (нагрузка сваривания Рс); и по ряду нагрузок и диаметрам пятен износа, выработанных при них, рассчитывается индекс задира ИЗ. Для каждого акустического сигнала выполнялось дискретное преобразование Фурье (по алгоритму БПФ Кули-Тьюки) и вычислялись: спектр мощности, сглаживаемый скользящим окном, энергия, амплитуда, медианная частота (частота, делящая площадь под кривой спектральной плотности на две равные части), центральная частота (частота при максимуме спектральной плотности) и др. параметры.Показана эффективность применения при трибологических испытаниях в режиме реального времени следующих параметров акустических сигналов: для характеристики процесса в целом - огибающей акустических сигналов и средней медианной частоты, для детализации процессов - амплитуда (пиковая, средняя), энергия, медианная и центральная частоты, форма кривой спектральной плотности. Для каждого смазочного материала спектральный состав прошедших через него акустических сигналов (при идентичном воздействии на входе) индивидуален, при этом наличие газовой фазы в смазочном материале существенного влияния на вид кривой спектральной плотности не оказывает. Применение методики разделения сигналов в поле различных информационных признаков, например, «энергия - медианная частота» или «энергия - среднее значение амплитуды сигнала», позволяет надежно классифицировать смазочные материалы амплитудно-теневым способом. Изменение кривой спектральной плотности акустических сигналов со временем в процессе испытания одного смазочного материала амплитудно-теневым способом связано с изменением его качеств (состояния).

Основное содержание работы