|
  
|
ΔΙΔΑΚΤΟΡΙΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ
|
Συγγραφέας: |
Σαλπιστής Χρήστος
|
|
Τίτλος: |
Πειραματική και Θεωρητική Διερεύνηση του στιγμιαίου Θερμοκρασιακού
Πεδίου σε Γραμμική Επαφή Στοιχείων
|
|
Περίληψη: |
Στόχος του
διδακτορικού αυτού είναι ο θεωρητικός και πειραματικός προσδιορισμός
της μέσης στιγμιαίας ανύψωση της θερμοκρασίας κατά την σύγκρουση των
κορυφών των τραχυτήτων.
Αναπτύχθηκε ένα δισδιάστατο μαθηματικό μοντέλο που βασίζεται στις
εξισώσεις της θερμοελαστοϋδροδυναμικής θεωρίας και την δομή των
τριβομένων επιφανειών. Μετά από ορισμένες απλοποιήσεις οι εξισώσεις
που περιγράφουν το φαινόμενο επιλύθηκαν με τη μέθοδο πεπερασμένων
διαφορών. Για τον υπολογισμό της θερμοκρασίας ήταν αναγκαίος και ο
υπολογισμός του εμφανιζόμενου συντελεστή τριβής για τον οποίο
αναπτύχθηκε ένα μοντέλο λεπτομερέστερο από τα μέχρι σήμερα
προτεινόμενα.
Διεξήχθησαν πειράματα σε δοκιμαστήριο δύο δίσκων για τη μέτρηση της
στιγμιαίας θερμοκρασίας και του συντελεστή τριβής, για την
τεκμηρίωση των παραπάνω θεωρητικών υπολογισμών.
Επιτεύχθηκε ο προσδιορισμός της μέσης θερμοκρασίας που αναπτύσσεται
στις κορυφές των τραχυτήτων κατά την γραμμική επαφή δύο στοιχείων.
Διαμορφώθηκε ένα εύχρηστο εργαλείο για τον υπολογισμό της μέσης
θερμοκρασίας των κορυφών των τραχυτήτων. Διαπιστώθηκε ότι οι
θερμοκρασίες αυτές είναι αρκετά μεγαλύτερες από τις μέχρι σήμερα
εκτιμώμενες από τους διάφορους ερευνητές.
Οι επιφανειακές τραχύτητες των μεταλλικών επιφανειών, κατά τον
υπολογισμό του διακριτοποιημένου θερμοελαστοϋδροδυναμικό σφήνα
αντιμετωπίσθηκαν με στατιστική προσέγγιση λαμβάνοντας υπόψη την
στατιστική κατανομή των υψών των τραχυτήτων. Στο μοντέλο αυτό
σημαντικό ρόλο παίζει η μέση τιμή pam της επιφανειακής πίεσης, η
οποία αναπτύσσεται σε εκείνη την περιοχή του λιπαντικού σφήνα όπου
υπάρχει μεταλλική επαφή μεταξύ των τραχυτήτων.
Ορίσθηκε ένα νέο και καθοριστικό μέγεθος τραχύτητας, το μέγεθος της
εμπλεκόμενης τραχύτητας, το οποίο είναι εκείνο που καθορίζει την
έκταση της μεταλλικής επαφής στον σφήνα, συναρτήσει των συνθηκών
ολίσθησης.
Επιβεβαιώθηκε η πολύ καλή προσέγγιση στον υπολογισμό της μέσης
τιμής των θερμοκρασιών του θερμοελαστοϋδροδυναμικού σφήνα.
Για την ολοκλήρωση του μοντέλου απαραίτητη ήταν η ανάπτυξη ενός
εμπειρικού τύπου για τον προσδιορισμό του μεταλλικού συντελεστή
τριβής, ο οποίος έχει θεωρητική βάση σε όσο γίνεται μεγαλύτερη
έκταση.
Επίσης απαραίτητη ήταν η διαμόρφωση ενός αδιάστατου συντελεστή ff
για την κατανομή της παραγόμενης θερμότητας στις εμπλεκόμενες
τραχύτητες, ώστε να προσδιορίζεται έτσι αφ' ενός μεν εκείνο το
ποσοστό αυτής της θερμότητας το οποίο διοχετεύεται στο λιπαντικό,
και αφ' ετέρου βέβαια εκείνο το οποίο απάγεται στις μεταλλικές
επιφάνειες. |
|
