DEFORMATION-WAVE ASPECT OF FATIGUE FAULT OF SURFACE LAYERS OF PARTS UNDER FRICTION AND WEAR

Authors

  •  Юрій Маліновський «Криворізький професійний коледж Національного авіаційного університету»
  •  Сергій Цвіркун «Криворізький професійний коледж Національного авіаційного університету»
  •  Роман Міненко «Криворізький професійний коледж Національного авіаційного університету»
  •  Дмитро Власенков «Криворізький професійний коледж Національного авіаційного університету»
  •  Дмитро Дворецький «Криворізький професійний коледж Національного авіаційного університету»
  • Д. П. Рибак «Криворізький професійний коледж Національного авіаційного університету»
  •  С. С. Терешина «Криворізький професійний коледж Національного авіаційного університету»
  •  Світлана Олійник Криворізький національний університет

DOI:

https://doi.org/10.18372/0370-2197.3(96).16836

Keywords:

friction, wear, microroughness, hardened layer, punch, half-space, tangential force, normal pressure, critical force

Abstract

Modern requirements for the reliability and durability of operated and designed machines require the improvement of methods for calculating friction and wear for them. To assess the friction conditions and wear resistance of parts, geometric, molecular, deformation and combined theories are mainly considered. However, during the interaction of parts, deformation processes often take place, which manifest themselves in the form of corrugated surfaces with curves close to sinusoids in cross sections. The amplitudes of the resulting sinusoids can be considered as formed deformation microroughnesses, and the sizes of these microroughnesses can be comparable with geometric microroughnesses, and sometimes they can exceed them. Such additional (unaccounted for) roughness should be studied when performing calculations for friction and wear. However, no such theory has been developed so far. Therefore, we set the task to create the prerequisites for the development of the theory of friction and wear, taking into account the deformation-wave processes when a flat stamp or a rolling roller moves along a half-plane. To formulate the problem, the deformation processes occurring in the thin surface layers of the stamp and workpiece are considered. With such a formulation of the problem, a thin surface layer of a half-space either loses its stability and receives wave-like deformations, or the surface layer is under the influence of cyclic loading. In both cases, wear and chipping of the contacting surfaces occurs. In general, taking into account the indicated features of the friction and wear processes, the area of all protrusions on each of the contacting bodies can change significantly, and the height of the largest microroughnesses can also change. For the correct calculation of the degree of wear of the surfaces under consideration, it is necessary to correct the data on the area of the protrusions of the contacting bodies, and the height of the largest microroughnesses. The paper also provides for the possibility of taking into account the increase in the equivalent voltage , due to the increase in the speed of mutual sliding of parts V, by introducing the dynamic coefficient  into the calculations.

Author Biographies

 Юрій Маліновський, «Криворізький професійний коледж Національного авіаційного університету»

кандидат технічних наук, доцент, Відокремлений структурний підрозділ «Криворізький професійний коледж Національного авіаційного університету»

 Сергій Цвіркун, «Криворізький професійний коледж Національного авіаційного університету»

 кандидат технічних наук, старший викладач, Відокремлений структурний підрозділ «Криворізький професійний коледж Національного авіаційного університету»

 Роман Міненко, «Криворізький професійний коледж Національного авіаційного університету»

кандидат фізико-математичних наук, старший викладач, Відокремлений структурний підрозділ «Криворізький професійний коледж Національного авіаційного університету»

 Дмитро Власенков, «Криворізький професійний коледж Національного авіаційного університету»

старший викладач, Відокремлений структурний підрозділ «Криворізький професійний коледж Національного авіаційного університету»

 Дмитро Дворецький, «Криворізький професійний коледж Національного авіаційного університету»

старший викладач, Відокремлений структурний підрозділ «Криворізький професійний коледж Національного авіаційного університету»

Д. П. Рибак , «Криворізький професійний коледж Національного авіаційного університету»

старший викладач, Відокремлений структурний підрозділ «Криворізький професійний коледж Національного авіаційного університету», вул. Туполєва, 1, м. Кривий Ріг, 50045, Україна.

 С. С. Терешина, «Криворізький професійний коледж Національного авіаційного університету»

старший викладач, Відокремлений структурний підрозділ «Криворізький професійний коледж Національного авіаційного університету», вул. Туполєва, 1, м. Кривий Ріг, 50045, Україна.

 Світлана Олійник, Криворізький національний університет

старший викладач, Криворізький національний університет

References

Kragelsky I.V., Dobychin M.N., Kombalov V.S. Fundamentals of calculations for friction and wear. M., "Engineering", 1977, 526 p.

Friction wear and lubrication. Handbook in 2 books. Ed. I.V. Kragelsky and V.V. Alisina - M., "Engineering". Book. 1, 1978, 400 pp. Book. 2, 1978, 358 p.

Andreev A.V. Calculation of machine parts in a complex stress state - M., "Mashinostroenie", 1981, 216 p.

Birger I.A., Shorr B.F., Iosilevich G.B. Calculation of the strength of machine parts. Directory. Ed. 4 - M .: "Engineering", 1993, 646 p.

Teacher A.D., Malinovsky Yu.A., Panchenko A.N. Intensification of the processes of mechanical interaction of the tool with the workpiece when performing high-precision and energy-intensive technological operations by pressure and cutting methods. Metallurgical and mining industry No. 5-6, Dnipro, 2019, p. 1 - 28.

Aleksandrov V.M., Mkhitaryan S.M. Contact problems for bodies with thin coatings and interlayers. M., "Science". Main edition of physical and mathematical literature, 1983, - 488 p.

Galin L.A. Contact problems of the theory of elasticity and viscoelasticity. M., "Science", 1980.

Isaev I.P., Luzhnov Yu.M. Problems of adhesion of locomotive wheels with rails. M., "Engineering", 1983, p. 240.

Smirnov V.V., Yakovlev R.A. Mechanics of drives of rolling mills. M., Metallurgy, 1977, p. 276.

Vibrations in technology. Handbook in 6 volumes. Volume 2. Edited by V.V. Bolotina. M., "Engineering", 1978, p. 352.

Erlikh L.B., Kosobudsky V.A., Vershin L.I. Wave formation on rolling surfaces. M., "Nauka", 1973. p. 51.

Cunningham V. Introduction to the theory of nonlinear systems. M. - L."Gosenergoizdat", 1962, p. 457.

Malinovsky Yu.A., Danilina G.V., Datsenko S.Yu. and other Quasi-static features of the formulation of deformation-wave problems during friction and wear. Metallurgical and mining industry, No. 3, 2018. p. 66-71.

Panovko Ya.G., Gubanova I.I. Stability and vibrations of elastic systems. 3rd ed. - M., "Nauka" Main edition of physical and mathematical literature, 1979, 384 p.

Published

2022-09-07

Issue

Section

Проблеми тертя та зношування