В Перми нашли способ повысить долговечность опоры мостов

Исследование опубликовано в журнале «Вестник ПНИПУ. Машиностроение. Материаловедение». Работа пермских ученых состояла из нескольких этапов численных и натурных экспериментов. Для исследования они выбрали два вида материала: полимерный – гамма-модифицированный фторопласт; и композиционный – фторопласт со сферическими бронзовыми включениями и дисульфидом молибдена – МАК.

По оригинальной методике политехники определили коэффициенты трения материалов по стальному хромированному и полированному листу без смазки и со смазкой при пяти уровнях давления. Для проведения испытаний на сдвиг со сжатием ученые использовали установку MTS 316 с двумя гидроприводами. Исследования проводились на базе лаборатории «Центр геомеханического моделирования» ПНИПУ. В результате экспериментов ученые установили сильное влияние смазки и нагрузки на коэффициент трения антифрикционных материалов.

«Далее с помощью численных экспериментов мы изучили деформирование слоя скольжения от четырех до восьми миллиметров из антифрикционных материалов при двух вариантах трения: с учетом и без учета смазочного материала в лунке. Углубление используется для того, чтобы смазка удерживалась на поверхности слоя скольжения и активно смазывала сопрягаемые поверхности. Под действием нагрузки геометрия лунки может деформироваться.

Мы установили, что независимо от толщины и фрикционных свойств прослойки из композиционного материала, углубления под смазку в ней практически не остается. При деформировании часть поверхности лунки начинает вступать в контактное взаимодействие со стальной плитой. У полимерного материала такого не наблюдается, так как прослойка из него менее подвержена деформированию при всех вариантах толщины слоя скольжения», – рассказывает аспирант кафедры вычислительной математики, механики и биомеханики Юрий Носов.

Таким образом, ученые выявили, что прослойка из полимерного материала – модифицированного фторопласта – обладает рядом преимуществ. Она меньше подвержена деформации, благодаря чему нагрузка на параметры контактного взаимодействия меньше.

Исследование пермских ученых позволит расширить область применения антифрикционных материалов на другие отрасли промышленности, например, машиностроительную и аэрокосмическую. В дальнейшем ученые планируют разработать программу для ЭВМ с полной автоматизацией построения численной модели и обработки результатов исследования. Разработка выполнена в рамках Программы академического стратегического лидерства «Приоритет-2030». 

ПНИПУ

507 статей

Пермский национальный исследовательский политехнический университет (национальный исследовательский, прошлые названия: Пермский политехнический институт, Пермский государственный технический университет) — технический ВУЗ Российской Федерации. Основан в 1960 году как Пермский политехнический институт (ППИ), в результате объединения Пермского горного института (организованного в 1953 году) с Вечерним машиностроительным институтом. В 1992 году ППИ в числе первых политехнических вузов России получил статус технического университета.

Показать больше