Контактна взаємодія складнопрофільних тіл із урахуванням нелінійних характеристик матеріалу проміжних шарів

Abstract

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.

The paper describes the analysis of stress-strain state of complex-shaped bodies that come into contact over surfaces of conforming shape. The intermediate layer placed between these bodies has nonlinear properties depending on the load history. These properties may be associated with the microstructure of the surface layers of the materials of the contacting bodies. They can also be determined by the properties of network structure materials, polymers, rubber-like materials, sprays, gaskets, etc. The effect of these properties on the contact pressure distribution is illustrated by the example of hydraulic pistons. It is established that with the change of properties of intermediate layers the character of contact pressure distribution changes together with the locations of minima and maxima of contact pressure. More over, the contact area itself changes size and shape. Peculiarities of the stress-strain state of the contacting bodies are also determined. Possibilities of control of contact pressure distributions and stress-strain state of contacting bodies by special choice of intermediate layer properties are established.