Area of Energy Dissipation in the Process of Solid Friction

• Autorzy: Maciąg Maria

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0054.9075

Warianty tytułu

PL

Obszar dyssypacji energii w procesie tarcia ciała stałego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This study is an attempt at determining the volume of a material adherent directly to a friction surface where the process of energy dissipation is focused. The discussion is based on the laws of mass and energy conservation. Non-stationary thermal processes and wear in the environment of surface asperities contact are analysed. Their effects are then presented as stationary, averaged at the macroscopic level and referred to the nominal surface of friction. Some dependences describing mass, volume and depth of energy dissipation area are introduced. An original method of determining flash temperature is offered. The proposed model encompasses a series of physical properties of a material involved in friction, certain geometric characteristics of the specimen, and major friction and wear parameters. A selected tribological experiment illustrates geometric features of the friction area for several metallic materials. Depth of the energy dissipation area has been found to range from 0.16 to 2.94 μm, depending on physical properties of a material and friction parameters.

PL

W niniejszej pracy podjęto próbę wyznaczenia objętości materiału przylegającej bezpośrednio do powierzchni tarcia, w której koncentruje się proces dyssypacji energii. Za podstawę rozważań przyjęto zasady zachowania masy i energii. Zanalizowano niestacjonarne procesy cieplne i zużywanie zachodzące w otoczeniu styku nierówności powierzchni. Następnie przedstawiono ich skutki jako stacjonarne, uśrednione na poziomie makroskopowym, odniesione do powierzchni nominalnej tarcia. Wyprowadzono zależności opisujące masę, objętość i głębokość strefy dyssypacji energii. Zaproponowano oryginalny sposób wyznaczania temperatury błysku. W proponowanym modelu uwzględniono szereg własności fizycznych materiału uczestniczącego w tarciu, niektóre cechy geometryczne próbki oraz ważniejsze parametry tarcia i zużywania. Na wybranym przykładzie eksperymentu tribologicznego zilustrowano cechy geometryczne strefy tarcia dla kilku materiałów metalicznych. Stwierdzono, że głębokość obszaru dyssypacji energii zawiera się w przedziale 0,16 – 2,94 μm zależnie od własności fizycznych materiału i parametrów tarcia.

Słowa kluczowe

EN

specific heat; friction; wear; energy balance; development of results

PL

ciepło właściwe; tarcie; zużycie; bilans energetyczny; opracowanie wyników

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2024
• Tom: nr 3
• Strony: 85--92
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., tab., wz.

Twórcy

autor

Maciąg Maria

• Casimir Pulaski Radom University, Malczewskiego 29 Street, 26-600 Radom, Poland

• https://orcid.org/0000-0001-6497-9260

Bibliografia

• 1. Kosteckij B.I.: Trenie, smazka i iznos w mašinach. Kiev, Technika 1970, c. 1–396.
• 2. Fleischer G., Gröger H., Thum H.: Verschleiß und Zuverlässigkeit. Berlin, VEB Verlag Technik 1980. pp.1-244.
• 3. Kragelski I.V., Dobyčin M.N., Kombalov V.S.: Osnovy rasčetov na trenie i iznos. Moskva, Mašinostrojenie 1977, pp. 1–526.
• 4. Abdel-Aal H.A.: On the Role of Intrinsic Material Response in Failure of Tribosystems, 2005, Wear, 259, pp. 1372–1381.
• 5. Abdel-Aal, H.A.: On the Interdependence Between Kinetics of Friction-released thermal energy and the transition in Wear Mechanisms During sliding of metallic pairs, 2003, Wear 254, pp. 884–900.
• 6. Sadowski J.: Die Verschleißzahl. Tribologie und Schmierungstechnik 2007, pp 52–57.
• 7. Sadowski J.: Festkörperreibung und Verschleiß als Ursache und Wirkung der Energiedissipation (Teil 1). Tribologie und Schmierungstechnik 2011 Nr 1, pp. 27–41.
• 8. Archard J.F.: Contact and Rubbing of Flat Surfaces, 1953, Appl. Phys. 8, pp. 981–988.
• 9. Maciąg M.: Thermodynamic Model of the Metallic Friction Process, 2010, ASME J. Tribol., 132(3), pp. 1–7.
• 10. Maciąg M.: Specific Heat of Tribological War Debris Material, 2015, ASME J. Tribol., 137(3), pp. 1–6.
• 11. Sadowski J., Żurowski W.: Verschleißbeständigkeit von Metallen. Tribologie und Schmierungstechnik 1992 Nr 3, pp. 152–159.
• 12. Żurowski W.: Fizyczne i techniczne zagadnienia odporności na zużycie ciał stałych, Wydawnictwo Uniwersytetu Technologiczno-Humanistycznego w Radomiu, Radom 2019.
• 13. Sadowski J.: Zur Energiebilanzierung bei der Festkörperreibung Tribologie und Schmierungstechnik 2009, Nr. 6, pp. 27–31.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr POPUL/SP/0154/2024/02 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki II" - moduł: Popularyzacja nauki (2025).