The role of motion monitoring in experiments on sliding friction in flat-on-flat metallic contacts

• Autorzy: Łubiński J.

Warianty tytułu

PL

Rola monitorowania postaci ruchu w eksperymentach z tarciem ślizgowym w konforemnych płaskich skojarzeniach metalicznych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper describes an example of an experiment on sliding friction of metallic materials in which vibration measurement methods were used to identify friction induced vibrations occurring in sliding. The determination of the parameters of the motion of the critical components in the sliding system in different modes of operation allowed using the vibration signal as a source of information pertaining to the observed process. The tests performed with a metallic material were inspired by the earlier research performed with machine ceramics in which the result of vibration analysis allowed the determination of the correctness of measurement with regard to the conditions of contact and the analyses of the nature of the observed effect of vibration on the inflicted friction. The motion analysis data was used as a basis for a screening method eliminating corrupted measurements from the data set used for global evaluation of the friction characteristics. It was confirmed that, in a steel-on-steel sliding system, similar friction and vibration regimes occur as in ceramics-on-ceramics, but the effects of certain vibration modes are opposite in the two systems, despite the same load/velocity conditions.

PL

W artykule opisano przykład doświadczenia z tarciem ślizgowym w jednoimiennym skojarzeniu materiałów metalicznych. W doświadczeniu tym wykorzystano metody pomiaru drgań do identyfikacji samowzbudnych drgań ciernych występujących podczas ślizgania. Identyfikacja parametrów ruchu kluczowych elementów układu badawczego w różnych stanach pracy pozwoliła na wykorzystanie sygnału drganiowego jako źródła istotnych informacji o obserwowanym procesie. Badania wykonane z użyciem materiałów metalowych zostały zainspirowane wcześniejszymi pracami o podobnym charakterze przeprowadzonymi na próbkach wykonanych z ceramiki maszynowej. Po przeprowadzeniu analizy drgań możliwa jest ocena prawidłowości pomiaru ze względu na warunki styku oraz analiza oddziaływania drgań na wywoływane tarcie. Analiza ruchu stała się podstawą do oceny przesiewowej wyników pomiarów ze względu na prawidłowość warunków pomiaru i eliminację danych zarejestrowanych z zakłóceniami ze zbioru użytecznego. Po korekcie zbiór danych może zostać wykorzystany do aproksymacji funkcyjnej charakterystyki tarcia ślizgowego w zakresie wymuszeń stosowanych podczas opisywanych badań. Przedstawiono potencjalne konsekwencje wprowadzenia opisanej metody dla końcowych wyników doświadczeń z tarciem ślizgowym.

Słowa kluczowe

EN

friction testing; tribometer; distributed contact; sliding friction; experiment repeatability; experiment reproducibility

PL

badania tarcia; tribometr; styk konforemny; tarcie ślizgowe; powtarzalność eksperymentu; odtwarzalność eksperymentu

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2017
• Tom: nr 6
• Strony: 39--44
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Łubiński J.

• Gdańsk University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering, Department of Machines Design and Motor Vehicles, ul. G. Narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk, Poland

Bibliografia

• 1. Czichos H., Becker S., Lexow J.: Multilaboratory tribotesting: Results from the Versailles Advanced Materials and Standards programme on wear test methods. Wear, 1987, 114, pp. 109–130.
• 2. Czichos H., Becker S., Lexow J.: International multilaboratory sliding wear tests with ceramics and steel. Wear, 1989, 135, pp. 171–191.
• 3. Chowdhury M. A., Helali M., Asaduzzaman M.: The effect of amplitude of vibration on the coefficient of friction for different materials. Tribology International, 2008, 41, pp. 307–314.
• 4. Leus M., Gutowski P.: Teoretyczne i doświadczalne analizy wpływu drgań normalnych na siłę tarcia w ruchu ślizgowym. Tribologia, 2014, pp. 53–62.
• 5. Gutowski P., Leus M.: Siła tarcia i jej składowe w ruchu ślizgowym przy drganiach poprzecznych. Tribologia, 2015, pp. 33–40.
• 6. Gutowski P., Leus M.: The effect of longitudinal tangential vibrations on friction and driving forces in sliping motion. Tribology International, 2012, 55, pp. 108–118.
• 7. Łubiński J. I.: Friction induced vibration in annular rotating sliding contact, in: Proceedings of the International Colloquium on Tribology, Technical Academy Esslingen, Esslingen 2006.
• 8. Hetzler H., Willner K.: On the influence of contact tribology on brake squeal. Tribology International, 2012, 46, pp. 237–246.
• 9. Kohira H., Tanaka H., Matsumoto M., Talke F. E.: Investigation of Slider Vibrations Due to Contact With a Smooth Disk Surface. Journal of Tribology, 2001, 123, pp. 616.
• 10. Spurr R. T.: A theory of brake squeal. I Mech E Auto Div. Proc., 1961, 1, pp. 30–40.
• 11. Nishiwaki M., Harada H., Okamura H., Ikeuchi T.: Study on disc brake squeal. SAE Paper No. 890964, 1989.
• 12. Fazio O., Nacivet S., Sinou J. J.: Reduction strategy for a brake system with local frictional non-linearities –Application for the prediction of unstable vibration modes. Applied Acoustics, 2015, 91, pp. 12–24.
• 13. Ścieszka S., Żołnierz M.: Wpływ cech konstrukcyjnych hamulca tarczowego maszyny wyciągowej na jego niestabilność termosprężystą. Część I. Budowa modelu MES i jego weryfikacja. Zagadnienia Eksploatacji Maszyn, 2007, pp. 111–124.
• 14. Kado N., Sato N., Tadokoro C., Skarolek A. et al.: Effect of yaw angle misalignment on brake noise and brake time in a pad-on-disc-type apparatus with unidirectional compliance for pad support. Tribology International, 2014, 78, pp. 41–46.
• 15. Nakano K., Tadokoro C., Kado N.: Stick-Slip Leads To Considerable Error in Measuring Friction. 2013 STLE Annual Meeting & Exhibition, 2013, pp. 9–10.
• 16. Nakano K., Tadokoro C., Kado N.: Anti-Vibration Tribometer Using Viscous Damping Effect Generated by Lateral Slip, in: ASME/STLE 2012 International Joint Tribology Conference, ASME, 2012, p. 135.
• 17. Pavković D., Kranjčević N., Kostelac M.: Design of Normal Force Control System for a Pin-on-Disk Tribometer including Active and Passive Suppression of Vertical Vibrations. Automatika ‒ Journal for Control, Measurement, Electronics, Computing and Communications, 2013, 54, pp. 364–375.
• 18. Łubiński J. I., Druet K., Grymek S.: Postacie samowzbudnych drgań ciernych podczas tarcia ślizgowego przejawem właściwości dynamicznych tribometru. Tribologia, 2003, 4, pp. 299–314.
• 19. Łubiński J. I., Druet K., Grymek S., Olszewski A. et al.: Badanie wpływu właściwości dynamicznych stanowiska badawczego na odtwarzalność eksperymentu tribologicznego, grant Nr 4 T07 C 010 27, Gdańsk 2007.
• 20. Łubiński, J. I.: Wpływ wybranych właściwości maszyny badawczej na wynik eksperymentu tribologicznego z tarciem ślizgowym, Wydawnictwo Politechniki Gdańskiej, Gdańsk 2017.
• 21. Łubiński T., Druet K., Łubiński J. I.: Tribometr PT-3/96: Rozwój i zastosowanie. Zeszyty Naukowe Politechniki Gdańskiej, Mechanika, 1997.
• 22. Olszewski H., Łubiński J. I.: Badania symulacyjne samowzbudnych drgań wywołanych tarciem modelu tribometru PT-3, in: Wojnarowski J., Adamiec-Wójcik I. (eds.), Teoria Maszyn i Mechanizmów, XXI Ogólnopolska II Międzynarodowa Konferencja Naukowo-Dydaktyczna Teorii Maszyn i Mechanizmów, Bielsko-Biała 2008, pp. 239–246.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).