3.5 Обладнання і матеріали

3.5.1 Профілограф – профілометр моделі 201.

3.5.2 Зразки досліджуваних поверхонь.

3.6 Послідовність виконання роботи

3.6.1 Провести попередню обробку ділянок профілограми, знятої із досліджуваного зразка (лабораторна робота №2).

3.6.2 Обробити профілограму для побудови кривої опорної поверхні згідно п. 3.4 і заповнити таблицю 3.1.

3.6.3 Побудувати опорну криву.

3.6.4 Обчислити параметри апроксимації для початкової ділянки опорної кривої згідно п.3.4.3.

3.6.5 Обчислити значення комплексного критерію шорсткості поверхні досліджуваного зразка (п. 3.4.4) і порівняти із довідковими даними для відповідного виду обробки.

3.7 Контрольні питання

3.7.1 Дайте визначення площі фактичного контакту, контурної площі дотику і нормальної площі контакту.

3.7.2 Поясніть фізичну суть термінів «зближення» і «відносне зближення».

3.7.3 В яких координатах будується крива опорної поверхні?

3.7.4 Опишіть порядок побудови кривої опорної поверхні?

3.7.5 Які параметри кривої опорної поверхні визначають характер розподілу нерівностей по висоті шорсткого шару?

3.7.6 В яких межах може приймати значення комплексний критерій шорсткості?

3.8 Рекомендовані джерела: 2, 4, 5, 6.

Лабораторна робота №4

Визначення модуля нормальної пружності

4.1 Мета і завдання роботи

4.1.1 Ознайомлення з методикою визначення модуля нормальної пружності контактним методом і його використання в розрахункових залежностях молекулярно-механічної теорії зовнішнього тертя твердих тіл.

4.1.2 Набуття практичних навичок визначення модуля нормальної пружності контактним методом.

4.2 Тривалість і місце проведення роботи

Робота проводиться в лабораторіях кафедри зносостійкості та відновлення деталей. Тривалість роботи - 2 години.

4.3 Основні теоретичні положення

При вирішенні багатьох задач взаємодії твердих тіл при зовнішньому терті необхідно мати достовірні дані про механічні властивості поверхневих шарів. В першу чергу це відноситься до модуля пружності.

Найбільш поширеними методами визначення механічних властивостей матеріалів, в тому числі модулів пружності першого роду (модуль нормальної пружності, модуль Юнга) і другого роду (модуль зсуву), є методи випробовування на згин, розтяг, кручення. Однак вони, як правило, вимагають складної і дорогої апаратури. Зразки для випробовування повинні відповідати значній кількості технічних вимог, мати різноманітні конфігурації і розміри. Таким чином, не завжди є можливість отримання швидко і без великих затрат достовірної інформації про властивості використовуваних матеріалів.

В цьому відношенні більш прийнятним є контактний метод визначення модуля пружності матеріалів, які є достатньо зручним на практиці, оскільки відноситься до експрес-методів неруйнівного контролю властивостей матеріалів. Цей метод достатньо простий і дозволяє отримати достовірну інформацію з високою точністю.

Модуль пружності матеріалів Е, який визначається з дослідів по впровадженню сферичного індентора в поверхню зразка, в найбільшій ступені підходить для використання його в розрахункових залежностях зовнішнього тертя і зносу, оскільки мікронерівності достатньо добре моделюються сферичними сигментами. Контактний метод зручний також тим, що забезпечує дослідження безпосередньо поверхневих шарів деталі, властивості якої можуть суттєво відрізнятися від властивостей матеріалу деталі в об’ємі. В розрахунковій залежності при наявності пластичної деформації на фактичних плямах дотику поверхонь твердих тіл входить твердість за Брінелем (НВ), яка також визначається по впровадженню сферичного індентора. Значення механічних характеристик матеріалів, визначених контактним методом, важливе також при оцінці контактної жорсткості стиків деталі.

Суть способу визначення модуля нормальної пружності полягає в тому, що в плоску поверхню досліджуваного і контрольного зразків послідовно однаковим навантаженням пружно впроваджують сферичний індентор і вимірюють діаметри отриманих плям контакту. Модуль пружності і постійну контактної деформації обчислюють по теорії контактного деформування.

Використовуваний спосіб дозволяє проводити випробування готових виробів, (тобто він є неруйнівним), а також при визначенні Е малих об’ємів матеріалу.