Определение и предмет исследований трибоэкологии
Проведенный анализ ТС показал, что при ее работе возникает цепь процессов, влияющих на экологические факторы среды. Такими границами будут:
- Контакт поверхностей взаимодействующих звеньев (Контакт).
- Трение и износ соприкасающихся поверхностей (Трение и износ).
- Физические явления при контакте звеньев (Физические аспекты контакта и износа).
- Контакт и износ в активных химических средах (Контакт в химически активной среде).
- Износ и разрушение силовых цепей (Износо-усталостные напряжения).
- Воздействие ТС на окружающую среду и оценка ТС на соответствие ее техническим и экологическим требованиям (Воздействие на среду).
- На основании вышеперечисленных факторов осуществляется оценка направлений и видов управленческих и конструктивно-технологических решений для минимизации экологических воздействий (Управление качеством).
При исследовании указанных процессов необходимо использование и объединение следующих направлений научных знаний:
- Трибомеханических, в которых рассматривается процесс контактного взаимодействия соприкасающихся поверхностей звеньев (трибомеханика).
- Трибологических, в которых исследуются процессы, проходящие в контакте в результате относительного скольжения взаимодействующих (стыкуемых) поверхностей звеньев и возникающих при этом явлений трения и износа (трибология).
- Трибофизических, в котором рассматриваются процессы контакта и износа на молекулярном уровне (трибофизика).
- Трибохимических, в которых исследуются процессы контакта, трения и износа в химической активной среде (трибохимия).
- Трибофактических, в которых изучаются износоусталостные повреждения поверхностей и разрушение звеньев силовых систем (трибофатика).
- Экологических, которые рассматривают процессы, происходящие в функционирующей ТС и их воздействие на окружающую среду (экология).
- Проектировочных, в которых рассматриваются конструкторско-технологические мероприятия и управленческие решения для минимизации экологических потерь (экопроектирование).
Каждая из представленных научных дисциплин изучена достаточно обстоятельно в отдельности. Возникает задача комплексного подхода к изучению процессов применительно к задачам экологии.
Научные направления можно условно разделить на две группы.
К первой группе можно отнести научные направления, посвященные экспериментально-теоретическому анализу ТС.
Ко второй группе относятся конструкторско-технологические решения, возникающие при проектировании ТС с учетом экологического воздействия.
Каждая из представленных научных дисциплин изучена достаточно обстоятельно в отдельности. Возникает задача комплексного подхода к изучению процессов применительно к задачам экологии.
Комплексный подход, состоящий в установлении связей между этими научными направлениями назван трибоэкологией.
Трибоэкология, как научная и техническая дисциплина, изучает контакт поверхностей при их относительном движении, производственные отходы, возникающие при действии трения, смазки и износа в машине, их воздействие на окружающую среду и на изменение функциональных свойств машин, а также меры защиты окружающей среды.
Название определяется двумя словами: «трибос» и «экология». Слово «трибос» означает трение, «экология» – наука о взаимосвязи всех частей живого на Земле друг с другом и с окружающей средой, а также изучение этих связей.
Задача трибоэкологии состоит в исследовании контакта, трения, смазки и износа технических поверхностей в машине с целью получения подробного представления их связи и воздействия на окружающую среду с последующим усовершенствованием механизмов для уменьшения
их экологического влияния на окружающую среду. Формирование такой научной и технической дисциплины определяется универсальным значением контакта, трения и экологии в современном мире.
Большой круг взаимодействующих процессов и явлений обуславливает широкие области рассмотрения трибоэкологических задач. Поэтому в настоящей работе рассматриваются механизмы и процессы, связанные с контактным взаимодействием.
Задачи трибоэкологии можно разделить на две большие группы. К
первой группе относятся научные направления с 1 по 5. В этой группе задачи решаются на основе экспериментально-теоретического анализа. Во второй группе объединяются научные направления 6 и 7, которые реализуют конструкторско-технологические решения, полученные на основе экспериментально-теоретического анализа.
Цель и задачи трибоэкологии.
Проведенный анализ работ прямо или косвенно связанных с вопросами функционирования ТС и воздействием на окружающую среду позволяет сделать следующие выводы.
1. Процесс проектирования ТС состоит из ряда этапов: маркетинг, проектирование и анализ, технологическая подготовка производства, производство, сбыт, эксплуатация и утилизация. В процессе создания ТС, охватывающего весь жизненный цикл, возникает задача теоретической
оценки трибоэкологических факторов на всех перечисленных этапах.
2. В зависимости от конкретной конструктивной схемы ТС в той или иной степени используются методы, относящиеся ко всем направлениям. Следует отметить, что отдельные задачи в указанных направлениях исследованы достаточно подробно и тщательно (влияние шероховатости, контактные задачи, трение и износ, теплоперенос, контакт инструмент-деталь и т.д.).
Однако, непосредственное использование теоретических достижений в указанных областях для решения комплексных задач трибоэкологии затруднительно ввиду разнообразия методов их
решения и расчетов. К тому же простое объединение методов, если это возможно, приводит к решению задач большой размерности, что может привести к потере физического смысла задачи.
3. При теоретическом исследовании механизмов встречаются упрощенные схемы деталей и узлов и контактных связей между ними. Например, узлы представляются только абсолютно жесткими, связи между ними моделируются пружинами или стержнями.
В конструкциях редукторов, коробок скоростей, планетарных, волновых и других передач, инструментальных оправках встречаются в основном цилиндрические и конические соединения.
При оценке показателей таких машин, где встречаются стыки, образованные телами вращения, кроме геометрических факторов возрастает роль контактной жесткости, изгибных (собственных) деформаций, а также отклонений форм и положений стыкуемых поверхностей.
4. Характерной особенностью контактных задач является то, что в математическом плане они являются статически неопределимыми со смешанными граничными условиями.
К тому же задачи имеют две ключевые особенности : высокую размерность и геометрическую, а также физическую и контактную нелинейность, вытекающую из учета кроме
контактных, собственных деформаций и отклонений форм и положений взаимодействующих поверхностей. Это требует новой формулировки при постановке и решении контактной модели.
Суммируя изложенное, можно сказать, что полное решение проблемы моделирования в трибоэкологии не представляется возможным. Необходимо создание новых методов, новых подходов к решению этой проблемы.
- Моделирование контактной жесткости с учетом рельефа шероховатости
- Моделирование контактных задач деталей с покрытиями
- Концепция моделирования тел поверхностными и объемными конечными элементами
- Модели, применяемые для анализа технологического оборудования
- Характеристики изнашивания
- Влияние контактных деформаций и износа на условия работы зубчатой передачи
- Сплавы с памятью и применение для обеспечения экологической безопасности
- Применение передач с деформируемыми звеньями
- Применение волновых передач в вакуумной технике
- Оформление отчета по практике по ГОСТу 2021/2022
- Оформление ВКР по ГОСТу
- Как составить бизнес-план своими силами
- Оформление эссе по ГОСТу
- Оформление презентации по ГОСТу
- Оформление статьи по ГОСТу
- Оформление дипломной работы по ГОСТ 2021/2022
- Оформление курсовой работы по ГОСТу
- Оформление контрольной работы по ГОСТу