Реолого-кінетична концепція абразивної зносостійкості та її реалізація в керуванні працездатністю механічних трибосистем - Автореферат

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня доктора технічних наукПоказано кореляцію цих параметрів з абразивним зносом, що дозволило сформулювати новий принцип мінімізації абразивного зносу. На основі цього принципу здійснено розробку та вибір нових матеріалів для покращення триботехнічних властивостей замкових зєднань бурильних труб і деталей обладнання ливарного виробництва. Для перевірки адекватності реолого-кінетичної концепції абразивної зносостійкості створено необхідне технічне та методичне забезпечення. Такая модель позволяет учесть факт одновременного развития двух разных процессов в поверхностном слое при абразивном изнашивании - процесса разрушения и процесса деформирования связь между которыми основывается на реологии упруго-вязко-пластических процессов и представлениях о разрушении как кинетическом процессе. Показана связь реологических параметров с абразивным износом, что позволило сформулировать новый принцип минимизации абразивного износа.Збитки від абразивного зносу дорівнюють збиткам від решти видів зносу. Прикладом таких вузлів тертя можуть бути замкові зєднання труб бурильної колони, для яких в обсадженому стволі свердловини провідним є зношування через тертя об вільний абразив, а у відкритому стволі - об закріплений абразив. Абразивний знос завжди супроводжується локальною деформацією та відривом частинок матеріалу, оскільки механізм абразивного зношування безпосередньо повязаний з механізмами деформування та руйнування. Тому питання про звязок між цими процесами під час тертя об вільний та закріплений абразиви є одним з найскладніших для трибологічних досліджень, відповідь на яке дозволить створити ефективну концепцію абразивної зносостійкості матеріалів. розробити та перевірити розрахунково-аналітичні моделі зносу в умовах тертя по початковозакріпленому абразиву і зношувальної здатності під час тертя по початкововільному абразиву в зазорі трибоспряжень, які б дозволили прогнозувати триботехнічні характеристики вузлів тертя машин залежно від режиму навантаження та реологічних властивостей матеріалів з врахуванням фактора взаємозвязку між реологічними процесами;У разі навантаження тертям такого матеріалу взаємозв‘язок між руйнуванням та деформуванням розглядається однобічно: враховується лише вплив процесу деформування на розвиток руйнування за припущення, що деформування в цьому взаємозв‘язку є провідним, визначальним процесом, а руйнування - веденим, залежним від деформування процесом. Зважаючи на те, що існуючи теорії абразивного зношування створювались у середині ХХ століття, коли у вузлах тертя застосовували переважно традиційні конструкційні матеріали, статичний підхід до питання про звязок між деформуванням та руйнуванням на той час був цілком виправданим. Вибір цього вузла тертя зумовлено такими факторами: по-перше - проблема абразивного зносу і захисту для нього є особливо актуальною; по-друге, він є характерним прикладом вузлів тертя, що працюють одночасно в умовах зношування закріпленим (у відкритому стволі свердловини) і вільним (в обсадному стволі свердловини) абразивами; по-третє - схема тертя вузла (схема стирання диском лунки на плоскій поверхні зразка) збігається з класичною схемою досліджень абразивного зношування, яку застосовано також у дисертаційному дослідженні, що дозволяє результати лабораторних експериментів переносити безпосередньо на реальний обєкт. Питання про звязок між процесами деформування та руйнування в умовах абразивного зношування вивчали шляхом комплексного підходу, який грунтується на моделі досліджень, що охоплює феноменологічні дослідження, дослідження з використанням прямих методів, дослідження природи процесів деформування та руйнування, а також дослідження з визначення провідного процесу. Фізичну природу процесів деформування та руйнування в умовах абразивного зношування вивчали через дослідження питомого електричного опору сплавів електромагнітним методом.Суть цього підходу полягає в уявленнях про одночасне існування в поверхневому шарі зношуваного сплаву двох різних процесів - деформування та руйнування, звязок між якими ґрунтується на реології пружно-вязко-пластичних процесів і на уявленнях про руйнування, як кінетичному процесі. У результаті теоретичних досліджень та експериментальної перевірки їх результатів запропоновано ефективні розрахунково-аналітичні моделі зносу сплавів в умовах тертя ковзання по початковозакріпленому абразиву і зношувальної здатності-під час тертя ковзання по початкововільному абразиву у трибоспряженні, які на відміну від відомих моделей враховують фактор звязку між процесами руйнування та деформування. Цей звязок не можна розглядати з позицій класичного вчення про міцність: урахувати лише вплив процесу деформування на розвиток руйнування за припущення, що деформування в цьому взаємозвязку є провідним, визначальним процесом, а руйнування - веденим, залежним від деформування процесом, тим самим акцентуючи, що будь-якому виду абразивного руйнування завжди передує пластична деформація.

2. Основний зміст роботи