在各种技术结构的建造过程中，都会使用减摩涂层和夹层。这是一个薄滑动层，可减少结构部件之间或与外部系统之间的摩擦并延长其使用寿命。作为涂层，使用了聚合物和复合材料，它们具有更高的耐磨性。它们在桥梁结构支撑部件的元件中得到了广泛的应用。结构的可靠性和耐用性取决于减摩材料的正确选择。为了简化这一过程，彼尔姆理工大学的科学家们进行了一系列数值实验，并比较了各种减摩涂层的变形行为。数值方法的使用将减少时间和金钱成本，并确保桥梁承重部分的免维护运行。
一种提高桥梁支撑耐久性的方法
该研究发表在《Vestnik PNRPU》杂志上。工程。材料科学”。彼尔姆科学家的工作包括数个阶段的数值和自然实验。在这项研究中，他们选择了两种材料：聚合物 - γ改性氟塑料；和复合材料 - 具有球形青铜夹杂物和二硫化钼的氟塑料 - MAK。
根据理工学院的原始方法，在没有润滑和在五个压力水平下润滑的镀铬和抛光钢板上测定材料的摩擦系数。对于压缩剪切测试，科学家们使用了一台带有两个液压驱动的 MTS 316 机器。这些研究是在实验室“地质力学建模中心”PNRPU 的基础上进行的。作为实验的结果，科学家们已经确定润滑和负载对减摩材料的摩擦系数有很大的影响。
“接下来，在数值实验的帮助下，我们研究了具有两种摩擦选项的减摩材料滑动层从 4 毫米到 8 毫米的变形：考虑和不考虑孔中的润滑剂。凹槽用于将润滑剂保持在滑动层表面并主动润滑配合面。在负载下，孔的几何形状会发生变形。
我们发现，无论复合材料层的厚度和摩擦性能如何，实际上都没有用于润滑的凹槽。在变形过程中，孔的部分表面开始与钢板接触。这在聚合物材料中没有观察到，因为它的中间层对于滑动层厚度的所有选项都不太容易变形，”计算数学、力学和生物力学系的研究生 Yury Nosov 说。
有限元模型
因此，科学家们发现一层聚合物材料——一种改性氟塑料——具有许多优点。它不易变形，因此接触相互作用参数的负载较小。
彼尔姆科学家的这项研究将把减摩材料的应用范围扩大到其他行业，如工程和航空航天。未来，科学家们计划开发一个完全自动化的计算机程序，以建立一个数值模型并处理研究结果。该开发是在学术战略领导计划“Priority-2030”的框架内进行的。
