Часть вторая

4. Кинематическая вязкость пластического течения металлической поверхности трения в мягком режиме скольжения

4.1. Теория эксперимента

4.1.1. Аналогия сдвига металла и жидкости шариком и сдвига жидкости между шариком и плоскостью

1) возможны два механизма сдвига металла шариком: 1) при параллельном движении шарика, которое подробно рассмотрено в п. 3. Это движение возможно только в случае, если в специальном приспособлении ограничен подъем индентора;

2) если подъем индентора не ограничен, то при горизонтальном движении возникает значительная вертикальная сила, вызывающая подъем шарика, это движение напоминает глиссирование шарика в жидкости;

3) эта аналогия наталкивает на мысль, что между течением жидкости и пластическими деформациями металла имеется аналогия механизмов, закономерностей и моделей движения.

4.1.2. Закон Ньютона для течения слоя жидкости

приближенно для тонкого слоя имеет вид,

, (4.1)

[кг/мм²] – сдвиговое напряжение между слоями; [мм/с] – скорость верхнего слоя жидкости; [мм]– толщина слоя жидкости;

, (4.2)

Рис. 4.1 – Схема скоростей при течении тонкого (h) слоя жидкости

3) динамический коэффициент вязкости жидкости или коэффициент пропорциональности между напряжением сдвига и градиентом скорости слоев в смазке;

4) кинематический коэффициент вязкости

где плотность металла.

, (4.4)

4.1.3. Геометрия сдвига слоя поверхности металла шариком

1) этап 1 – шарик вдавливается в металл силой с образованием лунки радиусом , диаметром , и глубиной , (рис. 4.2);

2) этап 2 – прикладывается касательная сила ; часть слоя сдвигается под углом , а шарик поднимается на высоту ;

3) этап 3 – шарик сдвигается по площади на величину ; при этом центр шарика поднимается на высоту ; а нижняя точка контакта выходит на горизонтальную плоскость шириной .