Problems of quantitative assessment of the friction couple contact area

Capa

Citar

Texto integral

Resumo

The results of our research of the surface of steel disks before and after friction are presented. Problems of the friction couple contact area estimation were under consideration. The results of searching a universal criterion of the friction couple contact area quantitative estimation are discussed. Using optical and scanning tunneling microscopy allows studying the surface profile at the micro- and nanoscales. An approach for determination of the contact area between bodies is proposed on the basis of the fractals theory. Such an approach allows to describe the heat transfer between bodies (conductive at contacts and radiant in pores heat exchange), to define the dependence of the friction force on the applied external force. The offered technique for the quantitative estimation of the surface structure at the micro- and nanoscales by means of the fractal theory will allow improving the accuracy of the spacecrafts thermal modes calculation as well as parameters of the knots of friction in them. This, in turn, will positively affect reliability and durability of the future spacecrafts. Improvement of methods in our further work will be aimed at studying tribological properties of the robotic products under the influence of the space factors and validation of the numerical modeling of the friction and heat exchange between mobile knots using results of experiments.

Sobre autores

Vladimir Belavin

Central Research Institute of Machine Building)

Email: kusoval@tsniimash.ru
Deputy head of heat exchange and aerogasdynamic complex

Yuriy Brylkin

Central Research Institute of Machine Building)

Ph. D., Head of heat exchange and aerogasdynamic complex

Sergey Zaletaev

Central Research Institute of Machine Building)

Ph. D., Deputy head of department

Andrey Kusov

Central Research Institute of Machine Building)

Ph. D., Head of laboratory

Vladimir Pavlikov

Central Research Institute of Machine Building)

Сhief specialist

Alexander Potapov

Central Research Institute of Machine Building)

Deputy chief of department

Victoria Tsarkova

Central Research Institute of Machine Building)

Head of sector

Bibliografia

  1. Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики: ГОСТ 2789-73; введ. 01.01.1975. - М.: Государственный комитет стандартов Совета Министров, 1973. - 14 с.
  2. Иванов, Г.С. Фрактальная геометрическая модель микроповерхности / Г.С. Иванов, Ю.В. Брылкин // Геометрия и графика. - 2016. - Т. 4. - № 1. - С. 4-11. doi: 10.12737/18053.
  3. Чичинадзе, А.В. Основы трибологии (трение, износ, смазка) / А.В. Чичинадзе, Э.Д. Браун, Н.А. Буше и др.; под общ. ред. А.В. Чичинадзе. - М.: Машиностроение, 2001. - 664 с.
  4. Jourani, A. Effect of 3D fractal dimension on contact area and asperity interactions in elastoplastic contact / A. Jourani // AIP Advances. - 2016. - V. 6. - I. 5. - P. 055309-1-055309-10. doi: 10.1063/1.4949564.
  5. Pan, W. Influence of surface topography on three-dimensional fractal model of sliding friction / W. Pan, X. Li, L. Wang, J. Mu, Z. Yang // AIP Advances. - 2017. - V. 7. - I. 9. - P. 095321-1-095321-12 doi: 10.1063/1.4999036.
  6. Frank, M. Heat transfer across a fractal surface / M. Frank, M. Papanikolaou, D. Drikakis, K. Salonitis // The Journal of Chemical Physics. - 2019. - V. 151. - I. 13. - P. 134705-1-134705-10. doi: 10.1063/1.5115585.
  7. Материалы металлические и неметаллические. Метод определения коэффициента трения и износа в вакууме. ОСТ 92-1296-82. - Королёв: Изд-во ЦНИИмаш, 1982. - 41 c.
  8. Mandelbrot, B.B. The fractal geometry of nature / B.B. Mandelbrot. - 3rd ed. - New York: Henry Holt and Company, 1983. - 468 p.
  9. Брылкин, Ю.В. Моделирование структуры рельефа реальных поверхностей на основе фракталов в аэродинамике разреженных газов / Ю.В. Брылкин, А.Л. Кусов // Космонавтика и ракетостроение. - 2014. - № 3(76). C. 22-28.
  10. Брылкин, Ю.В. Исследование микро- и наноструктуры поверхности медного сплава с использованием теории фракталов / Ю.В. Брылкин, А.Л. Кусов // Космонавтика и ракетостроение. - 2016. - № 5(90). - C. 89-95.
  11. Feder, J. Fractals / J. Feder // In series: Physics of Solids and Liquids. - New York: Springer, 1988. - xxvi, 284 p. doi: 10.1007/978-1-4899-2124-6.
  12. Торхов, Н.А. Фрактальная геометрия поверхностного потенциала электрохимически осажденных пленок платины и палладия / Н.А. Торхов, В.А. Новиков // Физика и техника полупроводников. - 2009. - Т. 43. - Вып. 8. - С. 1109-1116.
  13. Сдобняков, Н. Ю. Морфологические характеристики и фрактальный анализ металлических пленок на диэлектрических поверхностях: монография / Н. Ю. Сдобняков, А. С. Антонов, Д. В. Иванов. - Тверь: Тверской государственный университет, 2019. - 168 с. - ISBN 978-5-7609-1441-5. - EDN YPGZBS.
  14. Получение наноразмерных пленок платины, обладающих фрактальными свойствами / Д. В. Иванов, А. С. Антонов, Е. М. Семенова [и др.] // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. - 2020. - № 12. - С. 73-87. - doi: 10.26456/pcascnn/2020.12.073. - EDN XCSHMD.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).