Исследование времени релаксации напряжений структурой смазочной пленки на поверхности трения с фуллереновыми композициями

Аннотация

В работе представлены теоретические исследования изменения времени релаксации напряжений в структуре смазочной пленки на поверхности трения с фулереновими композициями в смазочном материале. Исследование структурной вязкости различных жидкостей с помощью реологических уравнений позволяет утверждать о необходимости использования такого показателя, как время релаксации. При определении величин времени релаксации в поверхностных структурах, содержащих кластеры и мицеллы фуллеренов, в зависимости от величин действующих напряжений и деформаций, было принято следующее допущение. Дисперсию кластеров и мицелл рядом с поверхностью трения (в поле действия электростатических сил), принимаем за структуру геля, где между мицеллами и поверхностью трения действуют силы электростатического взаимодействия, которые способствуют образованию каркаса из агрегатов, полости между которыми заполнены вязкой жидкостью. В данной работе под временем релаксации понимается период времени, за который, после снятия внешнего воздействия, исчезают напряжения и прекращаются деформации. Если продолжительность действия внешней силы меньше, чем время релаксации, то структура ведет себя как твердое упругое тело Гука. Если продолжительность действия внешней силы на структуру больше, чем время релаксации в структуре, то структура ведет себя как вязкая ньютоновская жидкость. Теоретическим путем получены зависимости изменения времени релаксации напряжений в структуре смазочной пленки на поверхности трения, которые позволяют утверждать, что физическая величина - время релаксации напряжений, является мерой перехода вязких свойств в упругие и наоборот, от упругих в вязкие. Установлено, что увеличение скорости скольжения и трибологических характеристик базовых смазочных материалов, уменьшает время релаксации напряжений. Следовательно, структура геля на поверхности трения теряет свойство упругого тела и воспринимает нагрузки как вязкая среда. При этом, увеличение нагрузки увеличивает время релаксации, следовательно структура геля будет воспринимать нагрузки как упругое тело. Концентрация фуллеренов в базовом смазочном материале не оказывает существенного влияния на величину динамической вязкости агрегатов в составе структуры геля. Показано, что изменение величины внутреннего трения структуры сопрягаемых материалов в конструкции трибосистемы (подвижный и неподвижный трибоелементы) не влияет на время релаксации напряжений в структуре смазочной пленки на поверхности трения.