Реєстраційний номер
0219U001217,
0116U008690
, Науково-дослідна робота
Назва роботи
Взаємозв'язок просторових масштабів в інтерфейсі тертя: початок ковзання.
Назва етапу роботи
Керівник роботи
Браун Олег Михайлович,
Дата реєстрації
18-01-2019
Організація виконавець
Інститут фізики НАН України
Опис етапу
Метою даного проекту було досягнення прогнозованого розуміння процесів тертя. Проект базувався на довготривалій співпраці O.M. Брауна з M. Пейярдом (Laboratoire de Physique, Ecole Normale Superieure de Lyon,46 allee d'Italie, 69364 Lyon Cedex 07, France) щодо теоретичного підходу до мультиконтактної проблеми тертя. Було показано, що на фундаментальному рівні мультиконтактне тертя може бути описано як наслідок послідовного розривання і формування локальних контактів, які мають деякий неперервний розподіл порогів руйнування. Таким чином виникла необхідність експериментальної перевірки теорії. Саме тому ми налагодили контакт з експериментальною групою Алена Ле Бота і Жюльєна Шейберта (Alain Le Bot and Julien Scheibert, UMR5513 - Laboratoire de tribologie et dynamique des systemes, Ecole Centrale de Lyon, 36 Avenue Guy de Collongue, 69134 ECULLY CEDEX, France). Даний проект є продовженням нашої співпраці щодо експериментального та теоретичного вивчення мультиконтактної проблеми тертя. Незважаючи на те, що початковим питанням було дослідження мікроскопічних механізмів тертя, виявилося, що наші методи можуть бути викоростані і для систем іншого масштабу - в проблемі землетрусів. Насправді теорія землетрусів істотно вплинула на проблему тертя, наприклад, на знамениту модель Барріджі-Кнопова (БК). Зараз наша співпраця та обмін ідеями розширили горизонти застосування теоретичної моделі. Наш підхід, заснований на кінетичному рівнянні, і може бути викорастаний для перегляду базових ідей моделі землетрусів. Успішність виконання цього трирічного проекту випливає зі списку публікацій. Найважливіші результати нашої співпраці є наступними: Ми розробили та апробували принципово новий неруйнівний метод вимiрювання коефiцiєнтiв тертя мiж парою матерiалiв за допомогою магнiтного левiтацiйного трибометра. Розроблений метод дозволяє нам вивчати тертя в точковому контакті в субміліметровому діапазоні без руйнування поверхонь. За допомогою сканувальної тунельної мiкроскопiї та магнiтного левiтацiйного трибометра дослiджено структурнi та трибологiчнi властивостi моношарових плiвок тетракозану (C24H50), октатетраконтану (C48H98) та їх бiнарної сумiшi (50:50), що нанесенi на поверхню графiту. Встановлено, що моношаровi плiвки C24H50 i C48H98 мають типове ламелеподiбне пакування з перпендикулярною орiєнтацiєю молекул вiдносно напрямку ламелi, а їх бiнарна сумiш утворює нематичну фазу, що має лише орiєнтацiйний порядок. Порiвняльнi трибологiчнi МЛТ-вимiрювання вiдповiдних моношарiв показують суттєве зниження коефiцiєнта тертя ?ko для бiнарної сумiшi C24 + C48 у порiвняннi з моношарами чистих C24 та C48. Зниження тертя обумовлене пiдвищеною рухливiстю молекул n-алкану вздовж адсорбцiйних борозенок. Ми розробили мультиконтактну модель тертя, яка описує ковзання зразка ПДМС із шорсткою поверхнею по склу у відповідності з експериментальними результатами, отриманими нашою командою в EC de Lyon. Ми розробили та вивчили узагальнену модель БК-типу, яка включає в себе старіння контактів та пружність ковзаючої пластини, і показали, що вона може проявляти спокій, а також посилювати дію форешоків залежно від значення швидкості старіння контактів; це забезпечує загальне розуміння сейсмічної активності. Дослідження в рамках проекту проводились за допомогою постійної електронної переписки, регулярних скайп-конференцій та декількох візитів.
Опис продукції
Оригінальний магнітний левітуючий трибометр (МЛТ) був розроблений і побудований для того, щоб досліджувати коефіцієнти тертя твердих матеріалів, а також вплив мастила на тертя між ними. МЛТ складається з двох основних елементів: паличкоподібний маятник і стенди з циліндрами. Ряд магнітів всередині циліндрів і двох магнітів на маятнику дозволяють отримати горизонтальне положення. Точка фіксації з одного боку є необхідною умовою для забезпечення стабільності системи. В даній точці монтуються досліджувані матеріалиі: один в на кінчику маятника, а інший на вертикальній підставці з системою зворотного зв'язку. Системою зворотного зв'язку є датчик нормального навантаження. Останній з них знаходиться під безпосереднім контролем руху стендів. Система вимірювання відхилення маятника розташована на протилежному боці маятника(стосовно зразків). Додатковий магніт розміщений на протилежному кінчику маятника(стосовно зразків). Таким чином, кожне обертання магніту фіксується за допомогою магнітного датчика. До тих пір
Автори роботи
Браун Олег Михайлович
Васько Артем Анатолійович
Марченко Олександр Анатолійович
Додано/оновлено в НРАТ
2020-04-02
