Соударение деталей

В элементарной механике удар упругих тел считается мгновенным событием. В действительности этот процесс длится определенное время. Продолжительность соударения деталей в большинстве кинематических пар составляет десятитысячные и даже стотысячные доли секунды. Но в акустической диагностике пренебрегать длительностью удара нельзя, поскольку она является одним из трех основных признаков, которыми отличаются удары в различных кинематических парах. Первые два признака: период следования ударов и момент времени удара мы уже указали выше. Сейчас рассмотрим третий признак.

Теорию соударения упругих тел разработал в конце прошлого века знаменитый физик Г. Герц. Развитие событий во время соударения деталей можно представить следующим образом. В первый момент после соприкосновения столкнувшиеся детали продолжают двигаться навстречу друг другу. Перед ударом они обладали кинетической энергией и теперь расходуют ее на сжатие материала. По мере возрастания сжатия растут силы давления между деталями, кроме того, увеличивается площадь контакта - поверхности деталей сплющиваются. Все это приводит к замедлению движения деталей, а затем силы упругости, вызванные деформацией, заставляют их разойтись в противоположные стороны. Металлические детали механизма обладают значительной жесткостью, поэтому область их контакта и деформация сжатия малы, а значит, столкновение длится очень малое время. В результате между деталями возникают огромные силы, иначе они не могли бы изменить направление их движения за такое короткое время.

Соударения деталей характеризуются не только малой длительностью, огромными силами взаимодействия, но и очень большими градиентами (перепадами) напряжений. В малой области контакта давление меняется от десятков тонн на квадратный сантиметр до нуля. В связи с этим можно указать несколько широко распространенных видов износа, которые непосредственно вызываются соударениями в кинематических парах: отслаивание металла в зоне контакта, питтинг и некоторые другие.

Контактные явления соударения деталей являются существенными и еще полностью не оцененными факторами, определяющими надежность и долговечность механических устройств.

С точки зрения диагностики важнейшим параметром соударения деталей является его длительность. Существенно, что для различных кинематических пар она неодинакова. Это должно быть понятно. Массы деталей, геометрия их поверхностей, иногда их материал у различных кинематических пар неодинаковы, а именно: от этих факторов прежде всего зависит длительность соударения деталей. Поэтому по длительности мы можем узнавать, в какой из кинематических пар механизма произошел удар. Теперь весь вопрос в том, как измерить длительность соударения деталей? Во-первых, она очень мала и нужны довольно точные приборы для измерения. Но главное не это. Датчик, установленный на корпусе механизма, воспринимает не соударения деталей, а только их результат в виде упругих волн. Как отражается длительность удара деталей в характере возбужденных им колебаний механизма? Чтобы разобраться в этом вопросе, надо знать, как возникает в механизме волновой процесс.

Спецификации моделей легковых машин Опель Омега