Vliv viskoelasticity a provozních podmínek na tření poddajných kontaktů
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract
Poddajné kontakty obsahující polymerní nebo pryžové členy lze nalézt v technických i biologických aplikacích. I přes vývoj v této oblasti existují efekty, které ovlivňují tribologické aspekty těchto kontaktů, a je třeba je dále zkoumat. Tato práce se zabývá vlivy kinematických podmínek, konfigurace, viskoelasticity a viskozity maziva na tření v mazaných poddajných kontaktech. Výsledky byly použity k vývoji numerického modelu pro predikci kapalinového tření v poddajných kontaktech. K objasnění chování poddajných kontaktů bylo použito zařízení Mini Traction Machine (MTM) v konfiguraci ball-on-disc, což umožnilo zkoumání zmíněných vlivů. Z poznatků z technické oblasti bylo zjištěno, že viskoelasticita se projevuje ve všech konfiguracích, tedy soft-on-hard, hard-on-soft a soft-on-soft, a její efekt je nejvýznamnější v konfiguracích s poddajným diskem. Data dále ukazují, že poměr skluzu a valení má vliv na valivé tření což je v rozporu se současnou literaturou. Výsledky z biologické oblasti naznačují, že za určitých podmínek lze nahradit nativní kapalinu jednoduchým mazivem. Tyto poznatky mohou posloužit jako odrazový můstek pro další studie zabývající se poddajnými kontakty.
Compliant contacts containing polymer or rubber members may be found in both technical and biological applications. Despite the development in the field, certain effects influencing the tribological performance of these contacts are yet to be investigated. This work investigates the effects of kinematic conditions, configuration, viscoelasticity, and lubricant viscosity on friction in lubricated compliant contacts. Experimental data were also used to develop a numerical simulation capable of predicting fluid friction in compliant contacts. Mini Traction Machine (MTM) in the ball-on-disc configuration was used to successfully gain insight into the behaviour of compliant contacts, allowing the investigation of the mentioned effects. Findings in the technical applications have confirmed that viscoelastic effects are present in all configurations, being soft-on-hard, hard-on-soft and soft-on-soft, where they seem to be more profound in the configurations using compliant discs. The experimental data also suggest that the slide-to-roll ratio affects rolling friction in all configurations which is contrary to current literature. Data from the biological applications suggest that native lubricants may be substituted by simple lubricants under certain conditions. These findings have the potential to lay the ground for further investigations of compliant contacts.
Compliant contacts containing polymer or rubber members may be found in both technical and biological applications. Despite the development in the field, certain effects influencing the tribological performance of these contacts are yet to be investigated. This work investigates the effects of kinematic conditions, configuration, viscoelasticity, and lubricant viscosity on friction in lubricated compliant contacts. Experimental data were also used to develop a numerical simulation capable of predicting fluid friction in compliant contacts. Mini Traction Machine (MTM) in the ball-on-disc configuration was used to successfully gain insight into the behaviour of compliant contacts, allowing the investigation of the mentioned effects. Findings in the technical applications have confirmed that viscoelastic effects are present in all configurations, being soft-on-hard, hard-on-soft and soft-on-soft, where they seem to be more profound in the configurations using compliant discs. The experimental data also suggest that the slide-to-roll ratio affects rolling friction in all configurations which is contrary to current literature. Data from the biological applications suggest that native lubricants may be substituted by simple lubricants under certain conditions. These findings have the potential to lay the ground for further investigations of compliant contacts.
Description
Citation
QUINN, C. Vliv viskoelasticity a provozních podmínek na tření poddajných kontaktů [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2021.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
en
Study field
Konstrukční inženýrství
Comittee
prof. Ing. Martin Hartl, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Ivan Mazůrek, CSc. (místopředseda)
doc. Ing. Daniel Koutný, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Pavel Maňas, Ph.D. (člen)
Ing. Dětřich Robenek (člen)
Ing. Radomír Mendřický, Ph.D. (člen)
Ing. Petr Špalek (člen)
prof. RNDr. Matej Daniel, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2021-06-17
Defence
Student prezentoval výsledky své diplomové práce a zodpověděl otázky oponenta.
Otázka 1: Kterou metodu navrhuje pro měření viskoleastických paramterů relevatních pro tribologii (DMA, nanoDMA, creep, relaxace napětí, indentace)? – ODPOVĚZENO
Otázka 2: Můžete vysvětlit molekulární princip viskoelasticity a jeho relavanci pro tření? – ODPOVĚZENO
Otázka 3: Jakým způsobem oddělujete efekt viskoelasticity materiálu od plasticity materiálu případně od viskoelasticity lubrikantu? – ODPOVĚZENO
Otázky komise DP:
Doc. Koutný: Může být průběh dat na slidu 14(18) závislý na rychlosti? Je to náhoda, nebo se to dá vysvětlit? - ODPOVĚZENO
prof. Hartl: Jak se projeví rameno valivého odporu na výsledném tření? Deformace kuličky je totiž podstatná. – ODPOVĚZENO
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení