Substantiation of conditions of effective working capacity of tribocouples of the details made of polymeric composite materials with high-modulus fillers

  • V.V. Aulin Central Ukrainian National Technical University
  • A.V. Hrynkiv Central Ukrainian National Technical University
  • S.V. Ly Central Ukrainian National Technical University
  • O.M. Livitskyi Central Ukrainian National Technical University
Keywords: polymer composite material, macroheterophase material, high modulus filler, tribocoupling of parts, matrix, filler, stress field, elastic contact, critical pressure, nominal pressure

Abstract

This work is devoted to the study of the conditions of effective performance of triad couplings of parts made of polymeric composite materials. The stress state of the material is associated with the characteristics of the accumulation of dislocations, the energy of activation of their movement. The average stress, friction stress is determined. Based on this, expressions for estimating critical stresses and loads on tribocouple parts are obtained. The distribution of the force on the tribocoupling of parts is determined taking into account the quality characteristics of the friction surfaces, modulus of elasticity and Poisson's constant of the components of the polymer composite material. This problem is considered for tribocouples of parts of various kinds.

Expressions for calculation of nominal pressures at different types of contact of material of details of tribocoupling are received, and also the equations on which it is possible to estimate in them values of nominal critical pressure are resulted.

The conditions for efficient operation of tribocoupling of parts made of polymer composite materials are clarified. It is determined that a significant increase in the nominal critical pressure on the tribocoupling is possible with the use of high-modulus fillers, the modulus of elasticity of which is greater than the modulus of elasticity of the polymer matrix

References

Дана робота присвячена дослідженню умов ефективної працездатності трибоспряжень деталей, виготовлених з полімерних композитних матеріалів. Напружений стан матеріалу пов'язано з характеристиками скупчення дислокацій, енергією активації їх руху. Визначено усереднене напруження, напруження тертя. На основі цього отримано вирази для оцінки критичних напружень та навантаження на трибоспряження деталей. Визначено розподіл зусилля на трибоспряження деталей з врахуванням характеристик якості поверхонь тертя, модулів пружності та сталої Пуассона компонентів полімерного композитного матеріалу. Цю задачу розглянуто для трибоспряжень деталей різного роду.
Отримано вирази для розрахунку номінальних тисків у різних типів контакту матеріалу деталей трибоспряження, а також наведені рівняння, за якими можливо оцінити в них значення номінального критичного тиску.
З'ясовано умови ефективного функціонування трибоспряження деталей з полімерокомпозитних матеріалів. Визначено, що значне підвищення номінального критичного тиску на трибоспряження можливе використанням високомодульних наповнювачів, модуль пружності матеріалу яких більший за модуль пружності полімерної матриці
Published
2022-03-30
How to Cite
Aulin, V., Hrynkiv, A., Ly, S., & Livitskyi, O. (2022). Substantiation of conditions of effective working capacity of tribocouples of the details made of polymeric composite materials with high-modulus fillers. Problems of Tribology, 27(1/103), 82-91. https://doi.org/https://doi.org/10.31891/2079-1372-2022-103-1-82-91
Section
Articles