Научная тема: «ФИЗИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ И УРАВНЕНИЯ ИЗНОСА ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ»
Специальность: 05.02.04
Год: 2013
Отрасль науки: Технические науки
Основные научные положения, сформулированные автором на основании проведенных исследований:
  1. Разработан и физически обоснован эмпирический закон изнашивания (ЭЗИ), описывающий износ полимерных композитов в диапазоне нагрузок от нуля до допустимых значений. Отличительная особенность ЭЗИ состоит в одновременном учете действующих составляющих изнашивания и их температурных зависимостей в рассматриваемом диапазоне нагрузок. Использование математического выражения ЭЗИ позволяет получить уточненные величины износостойкости композитов в области малых и средних нагрузок, что существенно для слабонагруженных узлов трения.
  2. На основании исследования взаимосвязи структурных и физических характеристик составляющих композита получены математические выражения для определения структурного параметра - "нагруженность матрицы". Величина нагруженности матрицы характеризует распределение давления между матрицей и наполнителем на поверхности трибоконтакта, что оказывает влияние на общую износостойкость композита.
  3. Разработан критерий для оценки триботехнической эффективности наполнения композитов на стадии их разработки, который представляет собой величину износа композита по отношению к матрице. При выводе выражения для критерия использовались как стандартное степенное уравнение износа, так и математическое выражение ЭЗИ, преобразованные в физические модели износа за счет включения в них разработанного структурного параметра - "нагруженность матрицы".
  4. Разработана физическая модель износа композитов на основе предложенного способа объединения коэффициентов ЭЗИ для матрицы и наполнителя в эквивалентные коэффициенты композита. Модель дает возможность прогнозирования износостойкости разрабатываемых модельных композиционных материалов.
  5. Рассчитан диапазон оптимальных концентраций наполнителя при введении в полимерную матрицу порошков металлов, обладающих низкой износостойкостью, но высокой теплопроводностью.
Список опубликованных работ
Работы автора по теме диссертации, опубликованные в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1.Особенности структуры композитов триботехнического назначения на основе политетрафторэтилена c наполнителями наноразмеров// Вопросы материаловедения. 2013. N. 2. С. .

2.Приложение эмпирического закона изнашивания к вопросам прогнозирования износа композитов на основе политетрафторэтилена// Вопросы материаловедения. 2012. N. 4. С. 217-222. (соавт. Козырев Ю.П.)

3.Исследование особенностей структурной агрегации частиц наполнителя в полимерных термопластичных композитах на основе сравнительного анализа размеров частиц износа// Вопросы материаловедения. 2011. N. 2. С. 50-56. (соавт. Козырев Ю.П., Стукач А.В.)

4.Оценка доли нагрузки на матрицу в полимерном композите Ф4К15М5 по результатам сравнительного анализа размеров частиц износа// Вопросы материаловедения. 2011. N. 1. С. 118-122. (соавт. Козырев Ю.П.)

5.Инженерная модель нанокомпозитов триботехнического применения на основе полимеров с многослойной структурой дисперсного наполнителя// Вестник машиностроения. 2011. N.1. C. 34-36. (соавт. Козырев Ю.П.)

6.Влияние процесса направленной агрегации частиц на характеристики полимерных антифрикционных нанокомпозитов// Проблемы машиностроения и надежности машин. 2010. N.4. С. 86-91. (соавт. Козырев Ю.П.)

7.Анализ влияния волокнистых и дисперсных наполнителей на снижение нагруженности полимерной матрицы при трении// Вестник машиностроения. 2010. N. 6. C. 50-54. (соавт. Козырев Ю.П.)

8.Влияние особенностей структуры композиционных материалов на основе политетрафторэтилена на снижение нагруженности матрицы// Проблемы машиностроения и надежности машин. 2010. N. 2. С. 40-45. (соавт. Козырев Ю.П.)

9.Определение характеристик износостойкости полимерных материалов на примере полиамида ПА-6 и композита Ф4К15М5// Вопросы материаловедения. 2009. N. 1. С. 210-215. (соавт. Козырев Ю.П.)

10.Многофакторный анализ механизмов износа политетрафторэтилена и его композита с использованием эмпирического закона// Вестник машиностроения. 2009. N. 7 . C. 43-47. (соавт. Козырев Ю.П.)

11.Применение модели «расслоенных сеток» для анализа влияния поверхностной структуры на износостойкость композитов политетрафторэтилена с мелкодисперсным наполнителем// Проблемы машиностроения и надежности машин. 2009. N. 3. С. 49-53. (соавт. Козырев Ю.П.)

12.Влияние состава углеродных композиционных материалов на их нагрузочную способность// Вестник машиностроения. 2008. N. 2. C. 28-31. (соавт. Козырев Ю.П.)

13.Определение оптимальной частоты спектра сигналов акустической эмиссии для диагностики износа наполненного политетрафторэтилена// Вопросы материаловедения. 2008. N 1. С. 1-5. (соавт. Козырев Ю.П.)

14.Применение термодинамической модели для анализа характеристик износостойкости материалов// Проблемы машиностроения и надежности машин. 2008. N 1. С. 70-73. (соавт. Козырев Ю.П.)

15.Экспресс-метод для оценки триботехнических свойств углеродных материалов// Трение и смазка в машинах и механизмах. 2007. N. 8. С. 14-18. (соавт. Козырев Ю.П.)

16.Метод определения допустимых нагрузок при трении с использованием эмпирического закона изнашивания// Вестник машиностроения. 2007. N. 6. C. 44-46. (соавт. Козырев Ю.П.)

17.Анализ высокочастотного спектра сигналов акустической эмиссии и его связь с износостойкостью наполненного политетрафторэтилена// Проблемы машиностроения и надежности машин. 2007. N 3. С. 57-61. (соавт. Козырев Ю.П.)

18.Диагностика износа углеродсодержащего политетрафторэтилена с привлечением метода спектрального анализа сигналов акустической эмиссии// Вопросы материаловедения. 2006. N. 4. С. 1-6. (соавт. Козырев Ю.П.)

19.Статистический критерий оценки триботехнических свойств углеродных материалов// Вопросы материаловедения. 2006. N 2. С. 193-198. (соавт. Козырев Ю.П.)

20.Особенности частотного спектра сигналов акустической эмиссии при износе политетрафторэтилена// Проблемы машиностроения и надежности машин. 2005. N 6 . С. 115-119. (соавт. Козырев Ю.П.)

21.Применение метода акустической эмиссии для оценки изнашивания полимерных композитов на основе полиимида и политетрафторэтилена// Трение и износ. 2003. Т. 24. N. 1. С. 85-91. (соавт. Булатов В.П., Козырев Ю.П., Губанова Г.Н., Мелешко Т.К., Кудрявцев В.В.)

22.Применение метода акустической эмиссии для оценки влияния условий трения на изнашивание наполненных полимерных материалов// Трение и износ. 2002. Т. 23. N. 6. С. 670-673. (соавт. Булатов В.П., Козырев Ю.П.)

23.Временная зависимость коэффициента трения// Письма в ЖТФ. 1996, Т. 22, В. 19, С. 1-5. (соавт. Булатов В.П., Полевая О.В., Фадин Ю.А.)

24.Седакова Е.Б., Нагрев и разрушение поверхностных слоев металлов при трении// Письма в ЖТФ, 1995, Т. 21. В. 2. С. 35-39. (соавт. Фадин Ю.А., Булатов В.П.)

Патенты на изобретения

25.№ 2338178 от 10.11.2008. Способ определения диапазона оптимальных

рабочих нагрузок пар трения скольжения. (соавт. Козырев Ю.П.)

26.№ 2263891 от 05.04.2005. Способ непрерывного контроля износа фрикционной пары (соавт. Козырев Ю.П.)

Публикации в прочих изданиях

27.Оценка эффективности наполнения полимерных композитов триботехнического назначения//Труды 3-ей Международной научно-практической конференции «Современное машиностроение. Наука и образование». Санкт-Петербург. 2013. С. ( соавт. Козырев Ю.П.)

28.Частотный спектр сигналов акустической эмиссии при трении и его связь с периодичностью адгезионного износа// Трение, износ, смазка. Электронный ресурс. 2007. N.30. (соавт. Козырев Ю.П.)

29.Исследование трибологических свойств углеродных материалов// Трение, износ, смазка. Электронный ресурс. 2005. N.25. (соавт. Козырев Ю.П., Диденко Н. С.)

30.Способ непрерывного контроля износа полимерных материалов по ширине частотного спектра преобразованного сигнала акустической эмиссии. Труды международной научной конференции «Моделирование акустической эмиссии гетерогенных материалов». Санкт-Петербург. 2004. С. 30-33. (соавт. Козырев Ю.П.)

31.Методика неразрушающего контроля износа полимерных материалов (на примере полиимидов), основанная на корреляционном и спектральном анализе амплитудных флуктуаций потока акустической эмиссии// Труды международного конгресса «МЕХТРИБОТРАНС 2003». Ростов-на-Дону. 2003. Т.1. С. 416-420. (соавт. Козырев Ю.П.)

32.О возможности исследования методом акустоэмиссии механизмов повышения износостойкости модифицированных полиимидов и фторопласта// Тезисы докладов международного симпозиума “О природе трения твердых тел” 2002. Гомель. (соавт. Булатов В.П., Козырев Ю.П.)

33.Исследование периодического упрочнения и разупрочнения поверхностных слоев меди при трении с учетом реальной площади контакта// Тезисы докладов научно технической конференции "Проблемы машиноведения", посвященной 10-летию Нф ИМАШ РАН. 1997, с. 60. Нижний Новгород. (соавт. Булатов В.П., Фадин Ю.А.)

34.Разрушение поверхности алюминиевых монокристаллов при трении// Сб. трудов II Международной конференции "Износостойкость машин". 1996, Брянск, С. 78. (соавт. Фадин Ю.А., Полевая О.В., Хохлов Г.Г.)

35.Усталостные явления при сухом трении металлов// Сб. трудов II международного симпозиума по трибофатике. 1996, М., С. 15-16. (соавт. Булатов В.П., Полевая О.В., Фадин Ю.А.)

36.Применение АЭ в системах контроля электротехнического оборудования по техническому состоянию// Сб. трудов семинара "Разработка и внедрение новых нетрадиционных методов контроля состояния турбо- и гидрогенераторов". 1996, С.-Петербург, С. 95-96. (соавт. Ионайтес В.Е., Преснов Ю.Л., Чалов А.А., Булатов В.П., Фадин Ю.А.)