ЗАДАЧА ПРО ЗНОШУВАННЯ ОСНОВИ ВІНКЛЕРІВСЬКОГО ТИПУ ПРЯМОКУТНИМ У ПЛАНІ ШТАМПОМ ЗА СТЕПЕНЕВОГО ЗАКОНУ
Анотація
Зношування характеризує процес видалення матеріалу з поверхні контактуючих тіл. Відомо, що залежність швидкості зношування від контактного тиску виражається лінійним або степеневим законом.Розглянуто контактну задачу зношування основи вінклерівського типу внаслідок руху по ній прямокутного в плані штампа на стадії усталеного зносу. Постановка такої задачі викладена в літературі, де також знайдено формули аналітичного її розв’язку у випадку лінійного закону зношування.Робота присвячена дослідженню методів розв’язання задачі за степеневого закону зношування. Задача моделюється диференціальним або еквівалентним йому інтегральним розв’язувальним рівнянням та умовою рівноваги сил.У випадку плоского штампа нелінійне диференціальне рівняння має аналітичний розв’язок. Для штампа з неплоскою підошвою викладено підходи до використання чисельного методу скінченних різниць на основі лівих або правих різницевих відношень. До розв’язання інтегрального рівняння застосовано метод послідовних наближень і метод степеневих рядів. За результатами застосування всіх зазначених методів отримано функції, що залежать від невідомого параметра, який знаходиться з умови рівноваги з використанням методу половинного ділення.Проведено порівняльний аналіз результатів, отриманий різними підходами. Числові результати отримано для прямокутних у плані штампів із неплоскими підошвами, що визначаються певними поліноміальними або тригонометричними функціями. Виявлено вплив закону зношування, фізичних на геометричних параметрів на зносоконтактні характеристики.
Посилання
2. Контактна механіка. Шорсткість, розшарування і зношування поверхонь : колективна монографія / за заг. ред. Р. М. Мартиняка. Львів : Видавець Вікторія Кундельська, 2022. 392 c. URL: https://www. researchgate.net/publication/366177313.
3. Онишкевич В. М., Сулим Г. Т. Урахування зношування при плоскому контакті прямокутного штампа з пружною півплощиною. Вісник Київського національного університету ім. Т. Шевченка. Серія фіз.-мат. науки. 2019. № 1. С. 138–141. URL: https://doi.org/10.17721/1812-5409.2019/1.31.
4. Сачук Ю. В., Максимук О. В., Саланда І. П. Аналітико-числове обчислення ітераційними методами областей контакту для задачі про зношування пружної півплощини канонічними штампами. Математичне та комп’ютерне моделювання. Серія: фіз.-мат. науки. 2019. Вип. 20. С. 70–78. URL: https://doi.org/10.32626/2308-5878.2019-20.70-78.
5. Archard J.F. Contact and ruing of flat surfaces. Appl. Phys. 1953. No. 24. P. 981–988.
6. Argatov I. From Winkler’s foundation to Popov’s foundation. Facta Universitatis, Series: Mechanical Engineering. 2019. Vol. 17. Iss. 2. P. 181–190. URL: http://dx.doi.org/10.22190/FUME190330024A.
7. Galin L.A. Contact Problems: The legacy of L.A. Galin / Ed. G.M.L. Gladwell. Solid Mechanics and Its Applications. 2008. Vol. 155. 332 p.
8. Garcin S., Baydoun S., Arnaud P., Fouvry S. Fretting wear modeling of 3D and 2D Hertzian contacts with a third-body layer using a Winkler elastic foundation model. Tribology International. 2022. Vol. 170. Id: 107493. URL: https://doi.org/10.1016/j.triboint.2022.107493.
9. Goryacheva I.G. Contact Mechanics in Tribology / Part of the book series: Solid Mechanics and Its Applications (SMIA, volume 61): Series Editor: G.M.L. Gladwell. Springer Science & Business Media, 1998. 346 p. URL: https://doi.org/10.1007/978-94-015-9048-8.
10. Han D., Han W., Jureczka M., Ochal A. Numerical analysis of a contact problem with wear. Computers & Mathematics with Applications. Elsevier, 2020. Vol. 79. P. 2942–2951. URL: https://doi.org/10.1016/j. camwa.2019.12.027.
11. Hu J., Gao F., Liu X., Wei Y. An elasto-plastic contact model for conformal contacts between cylinders. Proceedings of the Institution of mechanical engineers: Part J – Journal of engineering tribology. 2020. Vol. 234. Iss. 12. P. 1837–1845. URL: https://doi.org/10.1177/1350650119896461.
12. Kozachok О.P. Local Friction Wear of an Elastic Half Space with Protrusion. Mater Sci. 2022. Vol. 57. P. 797–804. https://doi.org/10.1007/s11003-022-00611-z.
13. Lee C.Y., Tian L.S., Bae J.W., Chai Y.S. Application of influence function method on the fretting wear of tube-to-plate contact. Tribology International. 2009. Vol. 42. Iss. 6. P. 951–957. URL: https://doi. org/10.1016/j.triboint.2009.01.005.
14. Menga N., Ciavarella M.A. Winkler solution for the axisymmetric Hertzian contact problem with wear and finite element method comparison. J. Strain Analysis. 2015. Vol. 50. No. 3. Р. 156–162. URL: http://dx.doi. org/10.1177/0309324714567489.
15. Páczelt I., Mróz Z. On the analysis of steady-state sliding wear processes. Tribology International. 2009. Vol. 42. Iss. 2. P. 275–283. URL: https://doi.org/10.1016/j.triboint.2008.06.007.
16. Põdra P., Andersson S. Wear simulation with the Winkler surface model. Wear. 1997. Vol. 207. Iss. 1–2. P. 79–85. URL: https://doi.org/10.1016/S0043-1648(96)07468-6.
17. Xuan H., Cheng X. Numerical Analysis and Simulation of a Frictional Contact Problem with Wear, Damage and Long Memory. East Asian Journal on Applied Mathematics. 2020. Vol. 10. No. 4. P. 659–678. URL: https://doi.org/10.4208/eajam.130320.260520.
18. Zhan W., Huang P. Numerical analysis of time-varying wear with elastic deformation in line contact. Friction. 2019. Vol. 7. Р. 143–152. URL: https://doi.org/10.1007/s40544-017-0195-1.
19. Zhang X., Shen H., Liu J., Deng S., Li X., Cai Z., Zhu M. An efficient numerical model for predicting the torsional fretting wear considering real rough surface. Wear. 2015. Vol. 344–345. P. 32–45. URL: https:// doi.org/10.1016/j.wear.2015.10.019
ISSN 



