URSS.ru - Издательская группа URSS. Научная и учебная литература
Об издательстве Интернет-магазин Контакты Оптовикам и библиотекам Вакансии Пишите нам
КНИГИ НА РУССКОМ ЯЗЫКЕ


 
Вернуться в: Каталог  
Обложка Беляков Н.С., Носко А.П. Неидеальный тепловой контакт тел при трении
Id: 109739
 
209 руб.

Неидеальный тепловой контакт тел при трении

URSS. 2010. 104 с. Мягкая обложка. ISBN 978-5-397-01273-7.

 Аннотация

Получены аналитические решения геометрически одномерных задач нестационарной теплопроводности и задач термоупругости в несвязанной квазистатической постановке для сопряженных тел трения. В области взаимодействия тел приняты условия неидеального теплового контакта согласно Барберу, в которых удельная мощность тепловыделения произвольно изменяется во времени. Как частный случай, получены решения задач для других условий теплового контакта тел трения.

Для специалистов в области теории теплопроводности и контактного тепломеханического взаимодействия твердых тел, а также инженеров-триботехников проектно-конструкторских и научно-исследовательских организаций. Книга может быть полезна преподавателям, аспирантам и студентам технических университетов.

==========================================================================

Belyakov N.S., Nosko A.P. Nonperfect thermal contact of friction bodies. Moscow: KD "LIBROCOM", 2010. --- 104 p.

Analytical solutions of geometrically one-dimensional nonstationary-heat-conductivity problems and problems of unrelated quasistatic thermoelasticity for interfaced friction bodies are obtained. Barber's conditions of nonperfect thermal contact with time-variable specific heat generation rate are assumed in the area of bodies interaction. As a particular case the solutions of problems for other conditions of thermal contact of friction bodies are obtained.

This book is for specialists in the field of heat conduction theory and thermal and mechanical contact interaction of solids, and for tribo-engineers of research and development centers. It may be useful for lecturers, postgraduates and students of technological universities.


 Оглавление

Обозначения
Введение
Глава 1. Постановка тепловой задачи трения
 § 1.Уравнение теплопроводности и краевые условия
 § 2.Контактные условия
 § 3.Корректность тепловых задач трения
 § 4.Безразмерные переменные и параметры
Глава 2. Контакт полуограниченных тел
 § 1.Контакт полупространств
 § 2.Объёмное тепловыделение
 § 3.Контакт полупространства и слоя
 § 4.Обобщённое граничное условие
Глава 3. Контакт тел ограниченной толщины
 § 1.Контакт плоскопараллельных слоев
 § 2.Слой с обобщённым граничным условием
 § 3.Слои с сосредоточенными параметрами
Глава 4. Термоупругий контакт тел с изнашиванием
 § 1.Постановка термоупругой задачи трения
 § 2.Контакт полупространств
 § 3.Контакт плоскопараллельных слоев
Приложение
Литература

 Contents

Designations
Introduction
Chapter 1. Heat frictional problem formulation
 § 1.Heat conduction equation and boundary conditions
 § 2.Contact conditions
 § 3.Correct formulation of heat frictional problems
 § 4.Dimensionless variables and parameters
Chapter 2. Contact of semibounded bodies
 § 1.Contact of half-spaces
 § 2.Volume heat generation
 § 3.Contact of a half-space and a layer
 § 4.Generalized boundary condition
Chapter 3. Contact of bounded-thickness bodies
 § 1.Contact of flat layers
 § 2.A layer with generalized boundary condition
 § 3.Layers with lumped parameters
Chapter 4. Thermoelastic contact of wearing bodies
 § 1.Thermoelastic frictional problem formulation
 § 2.Contact of half-spaces
 § 3.Contact of flat layers
Appendix
Literature

 Введение

Распределение тепла, выделяемого при трении --
путь к изучению природы контактных явлений при скольжении.
Берри Дж., Барбер Дж.

Тепловой анализ является неотъемлемой частью проектирования современных узлов трения. Поэтому тепловая задача трения [40, 64] -- определение температурных полей в контактирующих телах при их относительном скольжении -- представляет собой одну из важнейших задач трибологии и триботехники.

Температуры тел трения в значительной степени влияют на процессы, протекающие в области контакта [30]. Так, тепловые состояния тел существенно влияют на механику их контактного взаимодействия. Это выражается в виде термоупругих перемещений точек поверхностей контактирующих тел, что приводит к изменению областей взаимодействия и перераспределению контактных напряжений. Кроме этого, существенно зависят от температуры коэффициент трения и физико-механические свойства, такие как модуль упругости, предел прочности и др. Нельзя пренебрегать влиянием тепловых полей и на физико-химические процессы -- изменение структуры строения тел, образование оксидных плёнок на поверхностях трения и др. Вид и интенсивность изнашивания тел также в значительной степени определяются их температурами в области контакта.

Начало систематического исследования тепловых процессов трения относится к 30--40-м годам XX века и связано с именами таких учёных, как Боуден, Ридлер, Конторова, Блок, Егер, Левицкий и др. Подробные обзоры исследований перечисленных, а также других учёных приведены в работах [29, 67].

В указанный период времени была осознана необходимость учёта влияния контактной температуры тел на процессы трения и изнашивания, проведены первые эксперименты по её измерению, заложены теоретические основы для расчёта температурных полей и учёта влияния относительной скорости скольжения и соотношения теплофизических свойств тел на распределение между ними выделяющейся при трении энергии.

Основным недостатком постановки тепловой задачи трения являлось то, что тепловые процессы исследовались в сопряжённых телах отдельно, а распределение тепловой энергии между ними, соответственно, задавалось априори.

В 1959 г. Линг сформулировал условия [82], предполагающие равенство температур тел трения в области контакта и равенство суммарной плотности тепловых потоков, поступающих в тела, удельной мощности сил трения. В трибологии данные условия называются условиями идеального теплового контакта. Они удовлетворяют закону сохранения энергии, и фактически с их появлением начинается формулировка и исследование тепловых задач трения в виде задач математической физики.

Несмотря на значительную теоретическую важность условий идеального теплового контакта, их применение для расчёта температур в реальных трибосистемах сопряжено с некоторыми трудностями. Существенной проблемой является учёт шероховатости поверхностей тел, которая обусловливает дискретный характер их взаимодействия, наличия поверхностных плёнок, являющихся результатом физико-химических процессов трения, и др. Кроме этого, современная технология не позволяет с достаточной достоверностью и точностью экспериментально определять температуру в областях фактического контакта тел при трении [11, 79]. Вышеуказанное привело к появлению различных моделей неидеального теплового контакта, при котором контактные температуры тел предполагаются различными.

В 1963 г. Подстригач предложил условия неидеального теплового контакта [49], которые учитывают тепловое сопротивление тонкого промежуточного слоя между телами. Эти условия используются для анализа термоупругих процессов при фрикционном контакте тел [3, 19]. Обзор перечисленных и других исследований представлен в работе [36].

В 1969 г. Барбер опубликовал результаты исследования дискретного теплового контакта тел трения [70], которые описывают влияние разности температур тел на распределение тепловой энергии между ними и послужили основой для появления условий неидеального теплового контакта [72]. Данные условия получили широкое теоретическое и практическое применение [69, 76, 84].

Аналитическому описанию тепловых процессов трения посвящены многие работы. Наибольшее внимание уделяется исследованию контакта тел при идеальных тепловых условиях [25, 29, 34, 67]. Также отметим, что получены точные решения различных задач теплопроводности и термоупругости для условий неидеального теплового контакта согласно Подстригачу [19].

В указанных выше работах не рассматриваются предложенные Барбером условия неидеального теплового контакта, применение которых позволяет получить практически ценный результат. Кроме этого, удельная мощность тепловыделения, как правило, принимается постоянной или задаётся конкретной временной зависимостью. Это в значительной степени ограничивает область практического применения существующих точных решений тепловых задач трения.

Целью настоящей работы является получение и анализ аналитических решений геометрически одномерных задач нестационарной теплопроводности и задач термоупругости в несвязанной квазистатической постановке для сопряжённых тел трения. В области контакта принимается произвольное изменение удельной мощности тепловыделения. При этом рассматриваются условия неидеального теплового контакта согласно Барберу и условия идеального теплового контакта, а также приводится классификация этих условий и систематизация соответствующих им решений.

Полученные в настоящей работе результаты исследований помогут инженеру-триботехнику выбрать адекватные условия теплового контакта и осуществить моделирование тепловых процессов в элементах конкретной трибосистемы с максимальной точностью.

Авторы выражают глубокую благодарность своим учителям и наставникам Аттеткову А.В., Волкову И.К., Ермакову А.И.Носко А.Л., Носко П.Л., Ромашко А.М. за оказанную помощь при подготовке данной работы.


 Об авторах

Николай Сергеевич БЕЛЯКОВ (род. в 1984 г.)

Окончил с отличием МГТУ им. Н. Э. Баумана по специальностям "Прикладная математика" и "Лингвистика". Специализируется в области математической теории теплопроводности, трибологии, а также в экономике и лингвистике. Автор 12 научных статей, 1 монографии и 3 учебных пособий. В настоящее время является аспирантом МГТУ им. Н. Э. Баумана и сотрудником корпорации General Electric International.

Алексей Павлович НОСКО (род. в 1983 г.)

Окончил с отличием МГТУ им. Н. Э. Баумана по специальности "Системы автоматизированного проектирования". Специализируется в области тепловой динамики и механики фрикционного контакта в тормозных устройствах. Автор 15 научных статей. В настоящее время является аспирантом МГТУ им. Н. Э. Баумана.

 
© URSS 2016.

Информация о Продавце