RU2491531C1

RU2491531C1 - Method to determine coefficient of dry friction of friction pairs in case of quick-oscillating movements

Info

Publication number: RU2491531C1
Application number: RU2012105309/28A
Authority: RU
Inventors: Борис Федорович Шорр; Николай Николаевич Серебряков; Александр Николаевич Стадников
Priority date: 2012-02-16
Filing date: 2012-02-16
Publication date: 2013-08-27

Abstract

FIELD: measurement equipment.

SUBSTANCE: one fixed part of a friction pair performing a damper function is pressed with a varied controlled force to another movable part of this pair, making a quick-oscillating movement on resonant frequency with one free and other fixed opposite end. Vibratory stresses of a movable part are registered, which vary as friction pair parts interact according to scattering of energy of oscillations due to dry friction between parts. The digitised record of the signal is filtered from noise, and experimental dependence of filtered vibratory stresses is generated from pressing forces. Values of experimental dependence are compared with the rated ones, produced according to the model by FE analysis, with values of appropriate version of pressing forces. Values of the rated dependence coefficient are gone over, and the dry friction coefficient is determined as the value of coefficient, at which the rated vibratory stress is to the maximum close to the experimental value for this force of pressing.

EFFECT: higher validity of determination of a dry friction coefficient of friction pairs in case of quick-oscillating movements.

7 dwg

Description

Изобретение относится к области исследований и физических измерений, а более точно касается способа определения коэффициента сухого трения фрикционных пар при быстро осциллирующих перемещениях.The invention relates to the field of research and physical measurements, and more specifically relates to a method for determining the coefficient of dry friction of friction pairs during rapidly oscillating movements.

Надежное определение коэффициентов сухого трения (кинематических коэффициентов трения без смазки) является важной и актуальной задачей машиностроения, поскольку позволяет повысить достоверность расчетов исследования конструкционного демпфирования деталей машин путем введения специальных устройств, а также при исследовании прочности узлов подвижных соединений. При работе некоторых контактирующих деталей (например, рабочих лопаток турбомашин с демпферами) исключается возможность использования смазки, что приводит к условиям сухого трения.Reliable determination of dry friction coefficients (kinematic friction coefficients without lubrication) is an important and urgent task in mechanical engineering, since it allows to increase the reliability of calculations of structural damping of machine parts by introducing special devices, as well as when studying the strength of nodes of movable joints. During the operation of some contacting parts (for example, rotor blades of turbomachines with dampers), the possibility of using grease is excluded, which leads to dry friction conditions.

Коэффициент трения является условной характеристикой, отражающей связь между усилием прижатия контактирующих поверхностей и возникающей при их относительном сдвиге силой трения при конкретных условиях испытаний.The friction coefficient is a conditional characteristic that reflects the relationship between the pressing force of the contacting surfaces and the friction force arising from their relative shear under specific test conditions.

Известны различные способы определения коэффициентов трения между контактирующими поверхностями деталей.There are various methods for determining the coefficients of friction between the contacting surfaces of the parts.

Известен способ определения коэффициента трения между пластически деформируемым материалом и инструментом (патент РФ №2429464, опубл. 20.03.2011). Способ заключается в предварительном расчете напряженно-деформированного состояния инструмента и образца с учетом свойств материалов, геометрических размеров и температуры нагрева, построении но полученным расчетным данным диаграммы технологического процесса «технологический параметр-коэффициент трения», определении на том же технологическом процессе технологического параметра, соответствующего реальному состоянию поверхностей инструмента, образца и используемою смазочного материала. По полученной ранее диаграмме определяют коэффициент трения, соответствующий экспериментально полученному значению технологического параметра. В качестве технологического параметра используют длину отростка образца, полученного в процессе вылавливания в полости открытого штампа. При расчете напряженно-деформированного состояния инструмента и образца учитывают температуры их нагрева.A known method of determining the coefficient of friction between a plastically deformable material and a tool (RF patent No. 2429464, publ. 20.03.2011). The method consists in a preliminary calculation of the stress-strain state of the tool and the sample, taking into account the properties of materials, geometric dimensions and heating temperature, construction of the technological process diagram “technological parameter-coefficient of friction” using the calculated data, determination of the technological parameter corresponding to the real one on the same technological process the condition of the surfaces of the tool, sample and the lubricant used. The friction coefficient corresponding to the experimentally obtained value of the process parameter is determined from the previously obtained diagram. As a technological parameter, the length of the process of the sample obtained in the process of catching in the cavity of an open stamp is used. When calculating the stress-strain state of the instrument and the sample, their heating temperatures are taken into account.

Известен способ определения коэффициента трения между инструментом и заготовкой при пластическом деформировании металлов (патент РФ №2251680, опуб. 2005). Предварительно рассчитывают напряженно-деформированное состояние инструмента и заготовки с учетом их материала и геометрических размеров, по полученным расчетным данным строя диаграмму «сила деформирования - коэффициент трения» технологического процесса пластического деформирования. Затем на этом же технологическом процессе экспериментально определяют силу деформирования, соответствующую реальному состоянию поверхностей инструмента и заготовки и используемому смазочному материалу, и по диаграмме «сила деформирования - коэффициент трения» определяют коэффициент трения, соответствующий экспериментально полученному значению силы деформирования.A known method for determining the coefficient of friction between the tool and the workpiece during plastic deformation of metals (RF patent No. 2251680, publ. 2005). The stress-strain state of the tool and the workpiece is preliminarily calculated taking into account their material and geometrical dimensions, using the calculated data as the plot of the “deformation force - friction coefficient" diagram of the plastic deformation process. Then, at the same technological process, the deformation force corresponding to the actual state of the surfaces of the tool and the workpiece and the lubricant used is determined experimentally, and the friction coefficient corresponding to the experimentally obtained value of the deformation force is determined from the diagram “deformation force - friction coefficient”.

Известен способ управления фрикционным взаимодействием пар трения (патент РФ №2374628, опуб. 2009), заключающийся в том, что пару трения, в зоне контакта которой хотя бы одно из тел обладает анизотропией физико-механических свойств поверхностного слоя, с известным расположением осей скольжения, приводят в контакт под действием нормальной силы, устанавливают исходную взаимную ориентацию осей скольжения пары трения задают при помощи привода движения необходимое относительное в процессе относительного движения пары трения, вычисляют величину силы сопротивления, на основе которой осуществляют управление взаимной ориентацией осей скольжения пары трения в соответствии с заданной целевой функцией в диапазоне регулирования между точками экстремумов (min и мах) силы сопротивления для данной контактной пары.A known method of controlling the frictional interaction of friction pairs (RF patent No. 2374628, publ. 2009), which consists in the fact that a friction pair, in the contact zone of which at least one of the bodies has anisotropy of the physico-mechanical properties of the surface layer, with a known location of the axes of sliding, they are brought into contact under the action of a normal force, the initial relative orientation of the sliding axes is established, the friction pair is set, the necessary relative in the process of the relative motion of the friction pair is set by the motion drive, resistance forces, on the basis of which the mutual orientation of the axes of sliding of the friction pair is controlled in accordance with a given objective function in the control range between the points of extrema (min and max) of the resistance force for a given contact pair.

Данный способ может быть использован как для регулирования силы сопротивления по одной из координат, например, в направлении, обратом направлению движения пары трения для поступательного движения пары трения или силы, действующей ортогонально направлению главного движения пары трения, так и для регулирования сил сопротивления с учетом полного вектора сил трения.This method can be used both to control the resistance force in one of the coordinates, for example, in the direction opposite to the direction of motion of the friction pair for the translational motion of the friction pair or force acting orthogonal to the direction of the main motion of the friction pair, and to regulate the resistance forces taking into account the total friction force vectors.

Известен способ определения коэффициента трения гибких тел (патент РФ №2420727). Способ заключается в том, что пару трения приводят в контакт и осуществляют перемещение гибкого тела относительно контртела. Затем фиксируют силу скольжения. Контртело устанавливают на плавающую платформу, помещаемую в емкость с жидкостью, предварительно измерив ее уровень. При последующем перемещении гибкого тела измеряют силу трения скольжения и уровень жидкости в динамическом режиме. Коэффициент трения определяют по формуле, включающей измеренные величины.A known method for determining the coefficient of friction of flexible bodies (RF patent No. 2420727). The method consists in the fact that a pair of friction is brought into contact and the flexible body is moved relative to the counterbody. Then, the sliding force is fixed. The counterbody is installed on a floating platform, placed in a container with liquid, having previously measured its level. During the subsequent movement of the flexible body, the sliding friction force and fluid level are measured in dynamic mode. The coefficient of friction is determined by the formula, including the measured values.

Однако известные технические решения не позволяют исследовать и определить коэффициента сухого трения фрикционных пар при быстро осциллирующих перемещениях.However, the known technical solutions do not allow to investigate and determine the coefficient of dry friction of friction pairs during rapidly oscillating movements.

Известна работа, посвященная проблеме определения коэффициентов трения [C.W. Schwingshakl, E.P. Petrov, D.J. Ewins. Validation of test rig measurements and prediction tools for friction interface modelling. Proc. of ASME Turbo Expo 2010, GT2010-23274] (пер. Проверка достоверности стенда испытаний измерительных устройств и инструментов для моделирования поверхности трения. Просп. АСМЕ Турбо Экспо, ЖТ2010-23274), где исследовался коэффициентов трения в условиях осциллирующего движения двух экспериментальных образцов из одинаковых материалов, возбуждение проводилось на специальном стенде в диапазоне 40-290 Гц, коэффициенты трения определялись при различном уровне силового возбуждения по ширине петли гистерезиса (при нормальном уровне контакт был «схвачен» - характеризуется острым пиком, при увеличении силы возбуждения проявлялось скольжение - пик становится растянут).Known work on the problem of determining the coefficients of friction [C.W. Schwingshakl, E.P. Petrov, D.J. Ewins. Validation of test rig measurements and prediction tools for friction interface modeling. Proc. of ASME Turbo Expo 2010, GT2010-23274] (Per. Verification of the test bench of measuring devices and tools for modeling the friction surface. Prosp. ASME Turbo Expo, ZhT2010-23274), where the friction coefficients were studied under the conditions of oscillating motion of two experimental samples of the same materials, the excitation was carried out on a special stand in the range of 40-290 Hz, the friction coefficients were determined at different levels of force excitation along the width of the hysteresis loop (at a normal level, the contact was “caught” - character is a sharp peak, with an increase in the excitation force, gliding appeared - the peak becomes stretched).

Однако данная работа в данной постановке эксперимента не позволяет достоверно определить коэффициент сухого трения фрикционных пар при их быстро осциллирующих перемещениях, в частности, при сухом трении наружных поверхностей колеблющейся лопатки авиадвигателя и демпфирующего устройства.However, this work in this experimental setup does not allow to reliably determine the dry friction coefficient of friction pairs during their rapidly oscillating movements, in particular, during dry friction of the outer surfaces of an oscillating blade of an aircraft engine and a damping device.

В основу изобретения положена задача создания способа, позволяющего определить коэффициент сухого трения фрикционных пар при их быстро осциллирующих перемещениях, возникающих, например, при сухом трении наружных поверхностей колеблющейся лопатки двигателя и демпфирующего устройства.The basis of the invention is the creation of a method that allows you to determine the dry friction coefficient of friction pairs during their rapidly oscillating movements that occur, for example, during dry friction of the outer surfaces of an oscillating engine blade and damping device.

Техническим результатом является повышение достоверности определения коэффициента сухого трения фрикционных пар при быстро осциллирующих перемещениях.The technical result is to increase the reliability of determining the coefficient of dry friction of friction pairs during rapidly oscillating movements.

Поставленная задача решается тем, что в предложенном способе определения коэффициента сухого трения фрикционных пар при быстро осциллирующих перемещениях, одну неподвижную деталь фрикционной пары, выполняющую функцию демпфера, прижимают с варьируемым регулируемым усилием к другой подвижной детали этой пары, совершающей на резонансной частоте быстро осцилирующее перемещение с одним свободным и другим закрепленным противоположным концом, регистрируют вибронапряжения подвижной детали, изменяющиеся при взаимодействии деталей фрикционной пары соответственно рассеиванию энергии колебаний из-за сухого трения между деталями, оцифрованную запись сигнала фильтруют от помех и формируют экспериментальную зависимость отфильтрованных вибронапряжений от усилий прижатия, сравнивают значения экспериментальной зависимости с расчетными, полученными по модели конечно-элементным анализом при значениях соответственного варианта усилий прижатия, при этом перебирают значения коэффициента расчетной зависимости и определяют коэффициент сухого трения как значение коэффициента, при котором расчетное вибронапряжение максимально приближено к экспериментальному значению для данного усилия прижатия.The problem is solved in that in the proposed method for determining the dry friction coefficient of friction pairs during rapidly oscillating movements, one stationary part of the friction pair, which acts as a damper, is pressed with a variable adjustable force to another moving part of this pair, which performs a rapidly oscillating movement at a resonant frequency with one free and the other fixed opposite end, register the vibration stresses of the moving parts, changing during the interaction of parts friction of the pair according to the dispersion of vibrational energy due to dry friction between the parts, the digitized signal recording is filtered out from interference and the experimental dependence of the filtered vibration stresses on the pressing forces is formed, the experimental dependence is compared with the calculated obtained by the finite element analysis model with the values of the corresponding variant of the pressing forces , while sorting the values of the coefficient of the calculated dependence and determine the coefficient of dry friction as the value of the coefficient at which the calculated vibration stress is as close as possible to the experimental value for a given pressing force.

В дальнейшем способ поясняется описанием и фигурами, на которых изображено:In the future, the method is illustrated by the description and figures, which depict:

фиг.1. - принципиальная схема устройства взаимодействия пары трения;figure 1. - a schematic diagram of a device for the interaction of a friction pair;

фиг.2. - принципиальная схема установки деталей фрикционной пары в устройстве;figure 2. - a schematic diagram of the installation of parts of the friction pair in the device;

фиг.3 - график экспериментальной зависимости вибронапряжений σ от усилий прижатия F, (в ньютонах N) при быстро осциллирующих перемещениях;figure 3 is a graph of the experimental dependence of the vibration stresses σ against the pressing forces F, (in Newtons N) with rapidly oscillating movements;

фиг.4 - совмещенные графики экспериментальной зависимости фиг.3 и расчетных (пунктирные линии А, В, С) при различных значениях коэффициента сухого трения;figure 4 - combined graphs of the experimental dependence of figure 3 and the calculated (dashed lines A, B, C) for various values of the coefficient of dry friction;

фиг.5 - достижение совпадения графиков экспериментальной и расчетной зависимостей;figure 5 - achieving the coincidence of the graphs of the experimental and calculated dependencies;

фиг.6 - график коэффициента сухого трения µ в зависимости от усилий прижатия F, N, определенный согласно изобретению.6 is a graph of the coefficient of dry friction µ depending on the compressive forces F, N, determined according to the invention.

фиг.7 - иллюстрация достоверности определения коэффициента сухого трения по способу, согласно изобретению.7 is an illustration of the reliability of determining the coefficient of dry friction according to the method according to the invention.

Способ согласно изобретению описан на примере контактного взаимодействия фрикционной пары в виде совершающей быстро осциллирующие перемещения колеблющейся пластины и неподвижно закрепленной упругой балки, выполняющей функцию демпфера, с помощью устройства, показанного на фиг.1 и фиг.2.The method according to the invention is described by the example of contact interaction of a friction pair in the form of an oscillating plate that performs rapidly oscillating movements and a fixed elastic beam that acts as a damper using the device shown in FIG. 1 and FIG. 2.

Устройство содержит подвижную плиту 1 вибратора, на которой расположены толкатель 2, в котором одним концом заделан (закреплен) плоский образец - подвижная деталь пластина 6 фрикционной пары, при осуществлении способа совершающая резонансные колебания, и закрепленная в рамке толкателя 2 винтом 4. На плите 1 расположена также неподвижная деталь фрикционной пары - балка 3.The device contains a movable plate 1 of the vibrator, on which the pusher 2 is located, in which a flat sample is sealed (fixed) - a movable part of the plate 6 of the friction pair, performing resonance vibrations during the method, and fixed in the frame of the pusher 2 by a screw 4. On the plate 1 the fixed part of the friction pair is also located - beam 3.

Контроль уровня переменных вибронапряжений, возникающих при быстро осциллирующих перемещениях пластины 6 при резонансных колебаниях, производят с помощью тензорезистора (не показан), наклееного на пластину 6 на выбранном расстоянии от конца 5 заделки и связанного для регистрации переменных вибронапряжений с прибором тензорезистра, например, МПС-300, (не показан) и вольтметром (для визуальной регистрации, не показан). Указанные приборы являются серийными изделиями, предназначенными для контроля испытаний в промышленности, и в заявке не приводятся.The level of variable vibration stresses arising from rapidly oscillating movements of the plate 6 during resonance vibrations is controlled using a strain gauge (not shown) glued to the plate 6 at a selected distance from the end 5 of the seal and connected to register a variable vibration stress with a strain gauge device, for example, MPS 300, (not shown) and a voltmeter (for visual recording, not shown). These devices are serial products designed to control tests in industry, and are not given in the application.

Начальную регулировку балки 3 относительно торцевой поверхности пластины 6 проводят с помощью поворота и перемещения подвижной штанги 7 путем ослабления винтов 8 муфты 9. При касании балки 3 торцевой поверхности пластины 6 винты 8 зажимают и штанга 7 вместе с балкой 3 фиксируется неподвижно. Данная компоновка деталей на вибростенде соответствует отсутствию прижатия балки 3 к пластине 6.The initial adjustment of the beam 3 relative to the end surface of the plate 6 is carried out by turning and moving the movable rod 7 by loosening the screws 8 of the sleeve 9. When touching the beam 3 of the end surface of the plate 6, the screws 8 are clamped and the rod 7 together with the beam 3 is fixed. This arrangement of parts on a vibrating stand corresponds to the absence of pressing of the beam 3 to the plate 6.

Способ осуществляют следующим образом:The method is as follows:

Прижимают балку 3 к пластине 6 винтом 8 с усилием прижатия, измеряемым по показаниям динамометра (под «усилием прижатия» понимаются показания динамометра). Возбуждают колебания пластины 6 вибратором на резонансной частоте. Пластина 6 совершает быстро осциллирующие перемещения. В фрикционной паре - между неподвижной деталью фрикционной пары балкой 3, выполняющей функцию демпфера, и подвижной деталью пластиной 6 - возникает сухое трение, которое контролируют регистрируя вибронапряжения с помощью прибора тензорезистора, и визуально по показаниям вольтметра.The beam 3 is pressed against the plate 6 with a screw 8 with a pressing force measured by the dynamometer (under the "pressing force" we mean dynamometer readings). The vibrations of the plate 6 are excited by a vibrator at a resonant frequency. Plate 6 performs rapidly oscillating movements. In the friction pair - between the fixed part of the friction pair of the beam 3, which acts as a damper, and the movable part of the plate 6 - dry friction occurs, which is monitored by registering vibration stresses using a strain gauge device, and visually according to the voltmeter.

Варьируют прижатие и повторяют эксперимент несколько раз, например, отраженный на фиг.3 эксперимент проводили с 4 вариантами усилий прижатия, которые составляли 10, 20, 30 и 40 N.The pressure is varied and the experiment is repeated several times, for example, the experiment shown in Fig. 3 was carried out with 4 variations of the pressing force, which were 10, 20, 30, and 40 N.

При увеличении усилий прижатия балки 3 к торцевой поверхности колеблющейся на резонансной частоте пластины 6 происходит снижение вибронапряжений за счет возникших при контакте тел сил сухого трения, при этом показания тензорезистора регистрируют снижения вибронапряжений.With an increase in the efforts of pressing the beam 3 against the end surface of the plate 6 oscillating at the resonant frequency of the plate 6, the vibration stresses decrease due to the dry friction forces arising from the contact of the bodies, while the strain gauge readings record the decrease in vibration stresses.

Это может объяснено тем, что возникающие при контакте деталей силы трения, характеризующие коэффициент трения между контактирующими поверхностями, рассеивают энергию механических колебаний и снижают резонансные вибронапряжения в колеблющейся детали.This can be explained by the fact that the frictional forces arising from the contact of parts, which characterize the coefficient of friction between the contacting surfaces, dissipate the energy of mechanical vibrations and reduce resonant vibratory stresses in the vibrating part.

Полученную в экспериментах запись сигналов оцифровывают и фильтруют от помех. Фурье-преобразованием определяют действующие амплитуды напряжений в зависимости от усилий прижатия демпфера.The signal recording obtained in the experiments is digitized and filtered from interference. The Fourier transform determines the effective amplitude of the voltage depending on the efforts of pressing the damper.

Затем по отфильтрованной записи сигнала аппрокисмацией экспериментальных точек строят график экспериментальной зависимости вибронапряжений от усилий прижатия (кривая фиг.3) На фиг.3 видно снижение уровня вибронапряжений σ от действующих усилий прижатия 10, 20, 30 и 40 N.Then, using the filtered recording of the signal by approximation of the experimental points, a graph of the experimental dependence of the vibration stresses on the pressing forces is plotted (curve of FIG. 3). FIG. 3 shows a decrease in the level of vibration stresses σ from the acting pressing forces of 10, 20, 30 and 40 N.

Полученная кривая, (фиг.3) является исходной для последующего определения коэффициентов трения расчетным путем по модели расчетной зависимости вибронапряжений от усилий прижатия в форме программы, считываемой компьютером с командами, которые при их выполнении вызывают выбор значения коэффициента для определения коэффициента сухого трения конечно-элементным анализом.The obtained curve, (Fig. 3) is the initial one for the subsequent determination of the friction coefficients by calculation using the model of the calculated dependence of the vibration stresses on the pressing forces in the form of a program read by a computer with commands that, when executed, cause the coefficient to be selected for determining the dry friction coefficient by finite element analysis.

Для формирования расчетной зависимости вибронапряжений от усилий прижатия строят конечно-элементную (КЭ) модель системы «пластина-балка (демпфер)». Для этого предварительно определяют необходимый уровень возбуждения и присутствующего вязкого демпфирования в системе (по показаниям тензорезистора при возбуждении резонансных колебаний без прижатия балки) с помощью решения задачи линейного частотного отклика. После этого проводят расчеты вынужденных колебаний системы «образец-балка» с варьируемыми значениями коэффициента трения при тех же прижимающих усилиях, как и в эксперименте - в примере 10, 20, 30 и 40 H.To form the calculated dependence of the vibration stresses on the pressing forces, a finite element (FE) model of the "plate-beam (damper)" system is built. For this, the necessary level of excitation and the viscous damping present in the system are preliminarily determined (according to the readings of the strain gauge when exciting resonance oscillations without pressing the beam) by solving the linear frequency response problem. After that, the calculations of the forced oscillations of the "sample-beam" system are carried out with variable values of the coefficient of friction with the same pressing forces as in the experiment - in example 10, 20, 30 and 40 H.

Сопоставление результата расчетов и экспериментов при прижатии балки к пластине приведено на фиг.4, где сплошная линия (кривая D) соответствует экспериментальной кривой по фиг.3, а штриховые линии относятся к разным расчетным кинематическим коэффициентам сухого трения между пластиной и балкой: нижняя (кривая С) - коэффициенту 0.35, верхняя (кривая А) - коэффициенту 0.1. Кривая В соответствует коэффициенту 0.2. Из фиг.4 видно, что для исследованной частоты колебаний и принятых условий линейно-вязкого внутреннего трения в материале элементов системы коэффициент сухого трения µ лежит в пределах 0.2-0.35.A comparison of the result of calculations and experiments when pressing the beam to the plate is shown in Fig. 4, where the solid line (curve D) corresponds to the experimental curve in Fig. 3, and the dashed lines refer to different calculated kinematic coefficients of dry friction between the plate and the beam: lower (curve C) - coefficient 0.35, the upper one (curve A) - coefficient 0.1. Curve B corresponds to a factor of 0.2. From figure 4 it is seen that for the investigated oscillation frequency and the accepted conditions of linearly viscous internal friction in the material of the elements of the system, the coefficient of dry friction µ lies in the range 0.2-0.35.

Задав область поиска коэффициента трения системы 0.2≤µ_k≤0.35, по вышеуказанной модели уточняют его значения на каждом фиксированном усилии поджатия (в примере варианты усилия - 10, 20, 30 и 40 H) метолом перебора так, чтобы точки расчетной и экспериментальной кривой зависимости вибронапряжений от усилия прижатия балки к пластине при значениях соответствующего варианта усилия совпали. Для данной системы «пластина-балка» при определенных значениях коэффициента µ совпадение расчетной и экспериментальной кривой приведено на фиг.5. Сплошная кривая на фиг.5 соответствует экспериментальной кривой, пунктирная линия соответствует результатам уточненного расчета при определенных значениях коэффициента µ. Характер изменения коэффициента сухого трения µ в зависимое) и от значений усилий прижатия приведен на фиг.6.Having set the search area for the coefficient of friction of the system 0.2≤µ _k ≤0.35, according to the above model, its values are refined for each fixed preload force (in the example, the options are 10, 20, 30 and 40 H) with an enumeration method so that the points of the calculated and experimental dependence curves vibration stresses from the efforts of pressing the beam to the plate with the values of the corresponding variant of the force coincided. For this system "plate-beam" at certain values of the coefficient µ, the coincidence of the calculated and experimental curve is shown in Fig.5. The solid curve in Fig. 5 corresponds to the experimental curve, the dashed line corresponds to the results of the refined calculation for certain values of the coefficient µ. The nature of the change in the coefficient of dry friction µ in dependent) and the values of the pressing forces shown in Fig.6.

Дополнительную проверку правильности определения коэффициентов трения проводят по результатам испытаний при прижатии балки уже на другом выбранном расстоянии, см. фиг.7. Сплошная линия на фиг.7 соответствует результатам испытаний, пунктирная - расчетам при уже определенных коэффициентах трения. Удовлетворительное визуальное совпадение указывает на правильное, достоверное определение µ.An additional check of the correct determination of the friction coefficients is carried out according to the test results when pressing the beam already at another selected distance, see Fig.7. The solid line in Fig. 7 corresponds to the test results, the dashed line corresponds to calculations with already determined friction coefficients. A satisfactory visual match indicates a correct, reliable determination of µ.

Таким образом, предлагаемое изобретение обеспечивает достоверность определения коэффициентов сухого трения фрикционных пар при быстро осциллирующих перемещениях.Thus, the present invention provides the reliability of determining the coefficients of dry friction of friction pairs during rapidly oscillating movements.

Предлагаемое изобретение может быть использовано для определения коэффициента сухого трения фрикционных пар при быстро осциллирующих перемещениях. Определенный таким способом коэффициент сухого трения повышает достоверность расчетов при исследования конструкционною демпфирования колебаний деталей машин с помощью специальных устройств, например, задач конструкционного демпфирования лопаток ГТД с помощью специальных демпфирующих устройств, а также исследовании прочности узлов подвижных соединений, трения деталей авиационных газотурбинных двигателей (ГТД), работающих в условиях быстрой осцилляции и с заданными условиями механической обработки контактирующих поверхностей.The present invention can be used to determine the dry friction coefficient of friction pairs during rapidly oscillating movements. The dry friction coefficient determined in this way increases the reliability of calculations when studying structural damping of vibrations of machine parts using special devices, for example, problems of structural damping of GTE blades using special damping devices, as well as studying the strength of nodes of movable joints, friction of parts of aircraft gas turbine engines (GTE) operating in conditions of rapid oscillation and with specified conditions for the machining of contacting surfaces.

Claims

The method for determining the dry friction coefficient of friction pairs during rapidly oscillating movements, namely, that one stationary part of the friction pair, which acts as a damper, is pressed with a variable adjustable force to another moving part of this pair, which performs a rapidly oscillating movement at a resonant frequency with one free and other fixed opposite end, register the vibration stresses of the moving parts, changing during the interaction of the details of the friction pair, respectively sowing vibration energy due to dry friction between the parts, the digitized signal recording is filtered from noise and the experimental dependence of the filtered vibration stresses on the pressing forces is formed, the experimental dependence is compared with the calculated obtained by the model finite element analysis, with the values of the corresponding variant of the pressing forces, at this sort out the values of the coefficient of the calculated dependence and determine the coefficient of dry friction as the value of the coefficient at which the calculated vibration voltage as close to the experimental value for the clamping force.