ИЗНОС ПОКРЫТИЯ С ПРОИЗВОЛЬНО ИЗМЕНЯЮЩИМСЯ ПО ГЛУБИНЕ МОДУЛЕМ СДВИГА

Аннотация

Защита рабочих поверхностей механизмов и машин в условиях скользящего контакта часто осуществляется нанесением защитных многослойных и функционально-градиентных покрытий, препятствующих износу рабочих поверхностей и снижающих температурный разогрев контакта. Задача обработки шлифованием поверхности оксидированных и других материалов с функционально-градиентным изменением свойств по глубине изделия приводит к необходимости контроля скорости износа и разогрева контакта от трения. Эффективности исследования процессов износа, шлифования, полирования и ранней диагностики термоупругой неустойчивости скользящего контакта способствует математическое моделирование процесса износа изделий из функционально-градиентных материалов. В качестве математической модели рассматривается контактная задача термоупругости об износе жестким абразивом функционально-градиентного покрытия с произвольно меняющимся по глубине покрытия модулем сдвига с учетом разогрева контакта от трения. Решения задачи (контактные напряжения, температура на скользящем контакте) с помощью интегрального преобразования Лапласа по времени построены в виде сверток от закона внедрения и оригинала в виде контурного интеграла обратного преобразования Лапласа. Анализ полученных решений в комплексной плоскости позволяет определить области термоупругой устойчивости и неустойчивости полученных решений в пространстве безразмерных параметров задачи. Неустойчивые решения порождают понятие термоупругой неустойчивости скользящего контакта. Кроме того, построенные аналитические решения позволили исследовать влияние коэффициента функционально-градиентной неоднородности материала покрытия (безразмерного параметра задачи, характеризующего функционально-градиентный материал покрытия) на возникновение и изменение границ областей термоупругой неустойчивости скользящего контакта, а также степень его влияния на температуру, смещения, напряжения и износ функционально-градиентного материала покрытия.