КОНТАКТНА ВЗАЄМОДЯ СКЛАДНОПРОФІЛЬНИХ ТІЛ ІЗ УРАХУВАННЯМ ЗАЛЕЖНОСТІ ХАРАКТЕРИСТИК МАТЕРІАЛУ ПРОМІЖНИХ ШАРІВ ВІД ІСТОРІЇ НАВАНТАЖЕННЯ

Автор(и)

  • Mykola М. Tkachuk доктор технічних наук, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», старший науковий співробітник кафедри «Інформаційні технології і системи колісних та гусеничних машин ім. О. О. Морозова», м. Харків, Україна
  • Andrey Grabovskiy кандидат технічних наук, старший науковий співробітник, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», старший науковий співробітник кафедри «Теорія і системи автоматизованого проектування механізмів і машин», м. Харків, Україна
  • Mykola А. Tkachuk доктор технічних наук, професор, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», завідувач кафедри «Теорія і системи автоматизованого проектування механізмів і машин»; м. Харків, Україна
  • Volodymyr Sierykov кандидат технічних наук (PhD), Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», доцент кафедри «Теорія і системи автоматизованого проектування механізмів і машин»; м. Харків, Україна
  • Ganna Tkachuk cкандидат технічних наук, старший науковий співробітник, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», кафедра «Інформаційні технології та системи колісних і гусеничних машин ім. О. О. Морозова», м. Харків, Україна
  • Pavel Kalinin кандидат технічних наук (PhD in Eng. S.), доцент, Національна академія Національної гвардії України, доцент кафедри інженерної механіки; м. Харків, Україна
  • Iryna Voloshyna cтудентка гр. МІТ-218м, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут; м Харків, Україна
  • Andrii Andrusenko cтудент гр. МІТ87Б(ТМ), Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут; м Харків, Україна
  • Oleksii Holtvianytsia cтудент гр. МІТ87Б(ТМ), Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут»; м. Харків, Україна

DOI:

https://doi.org/10.20998/2079-0775.2020.2.15

Ключові слова:

контактна взаємодія, напружено-деформований стан, проміжний шар, гідрооб’ємна передача, контактний тиск, область контакту

Анотація

У роботі описані результати досліджень напружено-деформованого стану складнопрофільних тіл, які контактують на поверхнях близької форми. При цьому проміжний шар, що розміщується між цими тілами, має нелінійні властивості, залежні від історії навантаження. Ці властивості можуть бути зумовлені мікроструктурою поверхневих шарів матеріалів контактуючих тіл. Також вони можуть визначатися властивостями матеріалів мережевої структури, полімерів, гумоподібних матеріалів, напилень, прокладок тощо. На прикладі поршнів гідрооб’ємних передач проілюстровано вплив цих властивостей на розподіл контактного тиску. Установлено, що зі зміною властивостей проміжних шарів змінюється характер розподілу контактного тиску, також змінюються зони розташування мінімумів та максимумів напружень. Крім того, сама область контакту змінює розміри і форму. Також визначені особливості напружено-деформованого стану у контактуючих тілах. Установлені можливості управління розподілами контактного тиску і напружено-деформованим станом контактуючих тіл за рахунок цілеспрямованої зміни властивостей проміжних шарів.

Посилання

Tkachuk M.M., A.V. Grabovs'kij, M.A. Tkachuk, V.І. Sеrikov, I. O. Voloshina, Andrusenko A. V. Metodi, modelі ta rezul'tati doslіdzhen' kontaktnoї vzaєmodії skladnoprofіl'nih tіl іz urahuvannjam zalezhnostі harakteristik materіalu promіzhnih sharіv vіd іstorії navantazhennja. Vіsnik Nacіonal'nogo tehnіchnogo unіversitetu «KhPІ». Serіja: Mashinoznavstvo ta SAPR. 2020, no. 1, pp. 119–142.

Johnson, K. L. Contact Mechanics. Cambridge, UK: Cambridge University Press, 1987. 464 р.

Mehanika kontaktnyih vzaimodeystviy. Pod redaktsiey Vorovicha I.I., Aleksandrova V.M. M.: Fizmatlit, 2001. 671 р.

Argatov I.I. Asimptoticheskie modeli uprugogo kontakta. S–P.: Nauka, 2005. 448 р.

Tkachuk N.N., Skripchenko N.B., Tkachuk N.A., Grabovskiy A.V. Kontaktnoe vzaimodeystvie slozhnoprofilnyih detaley mashinostroitelnyih konstruktsiy s uchetom lokalnoy podatlivosti poverhnostnogo sloya.Kharkov: FOP Panov A.N., 2017. 148 p.

Tkachuk N. N. Kontaktnoe vzaimodeystvie slozhnoprofilnyih elementov mashinostroitelnyih konstruktsiy s kinematicheski sopryazhennyimi poverhnostyami. Kharkov: FOP Panov A.N., 2017. 188 p.

7. Tkachuk M. М., A. Grabovskiy, M. А. Tkachuk, M. Saverska, Hrechka I. A semi-analytical method for analys of contact interaction between structural elements along aligned surfaces. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2020. no.1/7 (103), pp. 16-25.

Zhao J., E. Vollebregt, C. Oosterlee Extending the BEM for elastic contact problems beyond the half-space approach. Mathematical Modelling and Analysis. 2016, vol. 21 (1), pp. 119-141.

Tkachuk M. M., A. V. Grabovskiy, A. I. Lіpeyko, B.Ya. Litvin, O. M. Rіkunov, M. S. Saverska, G. V. Tkachuk, Sеrikov V. I. Obgruntuvannya tehnichnih rishen gidroperedach perspektivnih tankovih transmisiy na osnovi modelyuvannya kontaktnoyi vzaemodiyi kulkovogo porshnya iz bigovoyu dorizhkoyu. Visnik natsionalnogo tehnichnogo universitetu «KhPI». 2019. no. 2, рр. 68-77.

Kravchuk A.S. Metod variatsionnyih neravenstv v kontaktnyih zadachah. Mehanika kontaktnyih vzaemodeystviy. 2001, рр. 93–115.

HlavacekI., J. Haslinger, J. Necas [and oth.]. Solution of Variational Inequalities in Mechanics.Berlin,New York: Springer–Verlag, 1988. 327 р.

Slobodyan B.S., [...], Martynyak R.M.Modeling of Contact Interaction of Periodically Textured Bodies with Regard for Frictional Slip. J.of Mathematical Sciences, 2016. vol. 215(1), рр. 110-112.

Slobodyan B.S., [...], Martynyak R.M. Modelyuvannya kontaktnoYi vzaEmodIYi perIodichno teksturovanih tIl z urahuvannyam friktsIynogo prokovzuvannya. Mat. met. ta fIz.-meh. polya. 2014, 57(2).

Tkachuk M. A Numerical Method for Axisymmetric Adhesive Contact Based on Kalker’s Variational Principle. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2018, no. 3/7(93), рр. 34–41.

Tkachuk M.M., Skripchenko N., Tkachuk M.A., Grabovskiy A. Numerical Methods for Contact Analysis of Complex-Shaped Bodies with Account for Non-Linear Interface Layers. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2018. no. 5/7(95), рр. 22–31.

Tkachuk M. M. , Grabovskiy A., Tkachuk M. A. , HrechkaI., Іshchenko O., Domina N. investigation of multiple contact interaction of elements of dividing stamps. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2019. no. 4/7(100), рр. 6–15

Vollebregt E., G. Segal. Solving conformal wheel-rail rolling contact problems. Vehicle System Dynamics, vol. 52, pp. 455-468, 2014.

Kalker J.J. Variational principles of contact elastostatics. J. Inst. Math. and Appl. 1977. Vol. 20. Р. 199–221.

Огар П. М., Д.Б. Горохов, Елсуков В. К. Упругий контакт жесткой шероховатой поверхности с низкомодульным полупространством. Системы. Методы. Технологии. 2017. № 2 (34). С. 7–12.

Persson BNJ. Relation between interfacial separation and load: a general theory of contact mechanics. Physical review letters. 2007. Vol. 99(12). P. 125502.

Pohrt R., Popov V. L. Contact stiffness of randomly rough surfaces. Scientific reports, 2013. Vol. 3.

Yang C., Persson BNJ. Contact mechanics: contact area and interfacial separation from small contact to full contact. Journal of Physics: Condensed Matter. 2008. Vol. 20(21). P. 215–214.

Papangelo A., N. Hoffmann, Ciavarella M.Load-separation curves for the contact of self-affine rough surfaces. Scientific reports, 2017, 7 (1), 6900.

Li Q., VL Popov. Adhesive force of flat indenters with brush structure. Facta Universitatis, Series: Mechanical Engineering. 2018, vol. 16 (1), рр. 1-8.

Popov, V. L., Pohrt, R., & Li, Q. (2017). Strength of adhesive contacts: Influence of contact geometry and material gradients. Friction, 5(3), 308-325. DOI: 10.1007/s40544-017-0177-3.

Pohrt R., Popov V. L. Contact mechanics of rough spheres: Crossover from fractal to hertzian behavior. Advances in Tribology, 2013.

Avrunin G.A., Kabanenko I.V., Havil V.V., Istratov A.V. i dr. Ob'emnaya gidroperedacha s sharikovyimi porshnyami GOP-900: harakteristiki i tehnicheskiy uroven. MehanIka ta mashinobuduvannya. 2004, no. 1, рр. 14–21.

##submission.downloads##

Опубліковано

2020-12-08

Номер

№ 2 (2020): Вісник Національного технічного університету «ХПІ». Серія: Машинознавство та САПР

Розділ

Статті

Ліцензія

Авторське право (c) 2020 Вісник Національного технічного університету «ХПІ». Серія: Машинознавство та САПР

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.