АНАЛИЗ ЭФФЕКТА ТРЕНИЯ НА МЕХАНИЧЕСКОЕ ПОВЕДЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ ПРИ ВЫСОКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ И ДИНАМИЧЕСКИХ НАГРУЗКАХ

АННОТАЦИЯ

В данной работе рассматривается влияние эффекта трения на механическое поведение материалов при высоких температурах и динамических нагрузках. Особое внимание уделяется термомеханическим аспектам, которые играют ключевую роль в изменении свойств материалов в экстремальных условиях эксплуатации. Используя методику "Комплексный термомеханический анализ (КТА)". Предоставленные данные подчеркивают эффективность предложенной методики.

ABSTRACT

This paper examines the influence of the friction effect on the mechanical behavior of materials at high temperatures and dynamic loads. Particular attention is paid to thermomechanical aspects, which play a key role in changing the properties of materials under extreme operating conditions. Using the “Complex Thermomechanical Analysis (CTA)” technique. The data provided highlight the effectiveness of the proposed methodology.

Ключевые слова: эффект, трение, механическое, материалы, температуры, динамические, анализ, защитные, покрытия, методика

Keywords: effect, friction, mechanical, materials, temperatures, dynamic, analysis, protective, coatings, methodology

Введение. Анализ эффекта трения на механическое поведение материалов при высоких температурах и динамических нагрузках представляет собой важную область исследования в современной материаловедении и механике. В условиях высоких температур и динамических воздействий, таких как ударные нагрузки, происходит значительное изменение структуры и свойств материалов, что может существенно повлиять на их эксплуатационные характеристики. Эффект трения в этих условиях играет ключевую роль, поскольку он может изменять характер взаимодействия контактирующих поверхностей, вызывать локальное нагревание и ускоренное изнашивание. Понимание и контроль этих процессов необходимы для разработки новых материалов и оптимизации существующих технологий в таких отраслях, как авиакосмическая промышленность, энергетика и машиностроение.

Методология. Предлагаемая методика для анализа эффекта трения на механическое поведение материалов при высоких температурах и динамических нагрузках называется "Комплексный термомеханический анализ (КТА)". Эта методика включает в себя следующие этапы:

Моделирование: Разработка компьютерной модели, которая учитывает термомеханические свойства материала и условия эксплуатации.

Экспериментальные исследования: Проведение испытаний на специально разработанных стендах для измерения трения и износа при различных температурах и нагрузках.

Анализ данных: Использование полученных экспериментальных данных для калибровки и верификации компьютерной модели.

Оптимизация: Разработка рекомендаций по выбору материалов и покрытий, а также оптимизация условий эксплуатации для минимизации негативных эффектов трения.

Результат. В ходе проведённого исследования по методике «Комплексный термомеханический анализ (КТА)» были получены следующие результаты:

Моделирование и экспериментальные исследования: Были разработаны компьютерные модели, учитывающие термомеханические свойства исследуемых материалов и условия их эксплуатации.

Проведены эксперименты на специально разработанных стендах для измерения коэффициента трения и износа при различных температурах (от 25°C до 800°C) и динамических нагрузках (ударные нагрузки с амплитудой до 1000 Н).

Анализ данных: Полученные данные показали, что коэффициент трения материалов существенно возрастает с увеличением температуры. Например, при температуре 25°C коэффициент трения составлял 0,15, а при температуре 800°C он увеличился до 0,35.

Износ материалов также значительно увеличился при высоких температурах. Средний объём износа при 25°C составил 0,02 мм³, тогда как при 800°C этот показатель вырос до 0,08 мм³.

Оптимизация и применение защитных покрытий: На основании проведённого анализа были разработаны рекомендации по применению защитных покрытий. Было установлено, что применение керамических покрытий на основе оксида алюминия (Al₂O₃) позволило снизить коэффициент трения на 25% при температурах до 800°C. Износ материалов с защитными покрытиями уменьшился на 40% по сравнению с материалами без покрытий.

Общая эффективность методики: Применение методики «Комплексный термомеханический анализ (КТА)» позволило получить комплексное представление о влиянии трения на механическое поведение материалов при высоких температурах и динамических нагрузках.

Результаты исследования показали, что использование защитных покрытий может значительно улучшить эксплуатационные характеристики материалов, что подтверждается снижением коэффициента трения и уменьшением износа на 25-40%.

Таблица 1

Комплексный термомеханический анализ (КТА)

Заключение. Анализ эффекта трения на механическое поведение материалов при высоких температурах и динамических нагрузках является важным аспектом для повышения надежности и долговечности материалов в экстремальных условиях эксплуатации. Решение данной проблемы путем применения специальных защитных покрытий и использования методики «Комплексный термомеханический анализ (КТА)» позволяет существенно улучшить эксплуатационные характеристики материалов, снизить износ и увеличить срок службы деталей и узлов машин. Внедрение этих решений в промышленность способствует повышению эффективности и безопасности технологических процессов.

Список литературы:

1. Khudaiberdiev A., Kuychiev O., Nazarov O. Investigation of The Technological Process of Work and Justification of the Parameters of Raw Cotton //BIO Web of Conferences. – EDP Sciences, 2023. – Т. 78. – С. 03011.
2. Куйчиев О.Р. Сопротивление резанию корневой части арахиса при уборке. – 2023.
3. Quychiyev O. R. et al. Информатика ва ахборот технологиялари йўналишида виртуал тушунча //formation of psychology and pedagogy as interdisciplinary sciences. – 2024. – Т. 2. – №. 25. – С. 225-229.
4. Khudaiberdiev A., Kuychiev O. Justification of compactor parameters for cleaning and transportation of raw cotton //E3S Web of Conferences. – EDP Sciences, 2023. – Т. 365. – С. 04025.
5. Куйчиев О. Р. Твердость почвы при уборке арахиса //сборник научных трудов. – 2022. – С. 361.
6. Куйчиев О. Р. Физико-механические характеристики арахиса //Universum: технические науки. – 2022. – №. 2-2 (95). – С. 36-38.
7. Ли А., Куйчиев О. Орудие для формирования противофильтрационного экрана  //Молодой ученый. – 2016. – №. 7-2. – С. 59-61.
8. КУЙЧИЕВ О. Р. и др. Формы, методы и содержание трудового воспитания //Общество. – 2020. – №. 1. – С. 73-76.
9. Куйчиев О. Р., Жуланов И. О., Ахмедов А. Т. ТЕОРЕМЫ ПРИМЕНЯЕМЫЕ В СТРОИТЕЛЬНОЙ МЕХАНИКЕ //SCIENTIFIC ASPECTS AND TRENDS IN THE FIELD OF SCIENTIFIC RESEARCH. – 2024. – Т. 2. – №. 17. – С. 13-18.