б) Усталостная природа изнашивания

б) Усталостная природа изнашивания

Согласно усталостной (кумулятивной) теории износа основная причина разрушения поверхност­ных слоев связывается с возникновением усталостных трещин и отделением микроскопических чешуек материала или его окис­лов. При этом процесс изнашивания рассматривается как куму­лятивный, т. е. суммирующий действие отдельных факторов при многократном нагружении фрикционных связей, что приводит в итоге к отделению частицы износа. Как правило, наличие пленки смазки, возникновение окислов, тепловой эффект и ряд других факторов влияют на интенсивность развития усталостного про­цесса, не изменяя его природы. Для объяснения физической сущ­ности явлений усталости можно использовать исследования про­цессов развития усталостных трещин на базе представлений о вяз­кости разрушения при циклическом нагружении .

Изучение развития усталостных трещин показало, что энергетический баланс напряженного состояния в зоне трещины (теория Гриффитса, разд.3) тесно связан с особенностями развития дислокационной структуры материала. Электронно-микроскопический анализ по­зволил установить, что в зависимости от механических свойств и напряженного состояния материала, температурных и других факторов наблюдается широкий спектр дислокационных структур. Перенос этих представлений в микрообъемы поверхностных слоев требует учета специфики контактных взаимодействий.

    Основная концепция усталостной теории износа твердых тел заключается в необходимости для разрушения микрообъемов многократных фрикционных воздействий, число которых зависит от напряженного состояния материала в зоне пятна кон­такта .

   Эмпирически получено следующее соотношение времени работы ? сопряжения до возникновения усталостных повреждений  и максимального упругого напряжения ?м   в поверхностном слое материала :

    ,(4.9)

где  А - постоянная, характеризующая физико-механические свойства 

  материала и режим работы сопряжения;

  m -  показатель степени.