在各種技術結構的建造過程中，都會使用減摩塗層和夾層。這是一個薄滑動層，可減少結構部件之間或與外部系統之間的摩擦並延長其使用壽命。作為塗層，使用了聚合物和複合材料，它們具有更高的耐磨性。它們在橋樑結構支撐部件的元件中得到了廣泛的應用。結構的可靠性和耐用性取決於減摩材料的正確選擇。為了簡化這一過程，彼爾姆理工大學的科學家們進行了一系列數值實驗，並比較了各種減摩塗層的變形行為。數值方法的使用將減少時間和金錢成本，並確保橋樑承重部分的免維護運行。
一種提高橋樑支撐耐久性的方法
該研究發表在《Vestnik PNRPU》雜誌上。工程。材料科學」。彼爾姆科學家的工作包括數個階段的數值和自然實驗。在這項研究中，他們選擇了兩種材料：聚合物 - γ改性氟塑料；和複合材料 - 具有球形青銅夾雜物和二硫化鉬的氟塑料 - MAK。
根據理工學院的原始方法，在沒有潤滑和在五個壓力水平下潤滑的鍍鉻和拋光鋼板上測定材料的摩擦係數。對於壓縮剪切測試，科學家們使用了一台帶有兩個液壓驅動的 MTS 316 機器。這些研究是在實驗室「地質力學建模中心」PNRPU 的基礎上進行的。作為實驗的結果，科學家們已經確定潤滑和負載對減摩材料的摩擦係數有很大的影響。
「接下來，在數值實驗的幫助下，我們研究了具有兩種摩擦選項的減摩材料滑動層從 4 毫米到 8 毫米的變形：考慮和不考慮孔中的潤滑劑。凹槽用於將潤滑劑保持在滑動層表面並主動潤滑配合面。在負載下，孔的幾何形狀會發生變形。
我們發現，無論複合材料層的厚度和摩擦性能如何，實際上都沒有用於潤滑的凹槽。在變形過程中，孔的部分表面開始與鋼板接觸。這在聚合物材料中沒有觀察到，因為它的中間層對於滑動層厚度的所有選項都不太容易變形，」計算數學、力學和生物力學系的研究生 Yury Nosov 說。
有限元模型
因此，科學家們發現一層聚合物材料——一種改性氟塑料——具有許多優點。它不易變形，因此接觸相互作用參數的負載較小。
彼爾姆科學家的這項研究將把減摩材料的應用範圍擴大到其他行業，如工程和航空航天。未來，科學家們計劃開發一個完全自動化的計算機程序，以建立一個數值模型並處理研究結果。該開發是在學術戰略領導計劃「Priority-2030」的框架內進行的。
