Дослідження часу релаксації напружень структурою мастильної плівки на поверхні тертя з фулереновими композиціями

Abstract

У роботі представлені теоретичні дослідження зміни часу релаксації напружень в структурі мастильної плівки на поверхні тертя з фулереновими композиціями у змащувальному матеріалі. Дослідження структурної в'язкості різних рідин за допомогою реологічних рівнянь дозволяє стверджувати про необхідність використання такого показника, як час релаксації.При визначенні величин часу релаксації в поверхневих структурах, що містять кластери і міцели фулеренів, в залежності від величин діючих напружень і деформацій було прийнято наступне припущення. Дисперсію кластерів та міцел поряд з поверхнею тертя (в полі дії електростатичних сил), приймаємо за структуру гелю, де між міцелами та поверхнею тертя діють сили електростатичної взаємодії, які сприяють утворенню каркасу з агрегатів, порожнини між якими, заповнені в’язкою рідиною. У даній роботі під часом релаксації розуміється період часу, за який, після зняття зовнішнього впливу, зникають напруження і припиняються деформації. Якщо тривалість дії зовнішньої сили менше ніж час релаксації, то структура поводиться як тверде пружне тіло Гука. Якщо тривалість дії зовнішньої сили на структуру більше ніж час релаксації в структурі, то матеріал поводиться як в'язка ньютонівська рідина. Теоретичним шляхом отримані залежності зміни часу релаксації напружень в структурі мастильної плівки на поверхні тертя, які дозволяють стверджувати, що фізична величина - час релаксації напружень є мірою переходу в'язких властивостей в пружні і навпаки, від пружних в в'язкі. Встановлено, що збільшення швидкості ковзання і трибологічних характеристик базових мастильних матеріалів зменшує час релаксації напружень. Отже, структура гелю на поверхні тертя втрачає властивість пружного тіла і сприймає навантаження як в'язке середовище. При цьому збільшення навантаження збільшує час релаксації, отже структура гелю буде сприймати навантаження як пружне тіло.Концентрація фулеренів в базовому змащувальному матеріалі не робить істотного впливу на величину динамічної в'язкості агрегатів в складі структури гелю. Показано, що зміна величини внутрішнього тертя структури сполучених матеріалів в конструкції трибосистеми (рухомий і нерухомий трибоелементи) не впливає на час релаксації напружень в структурі мастильної плівки на поверхні тертя.