Диссипативный разогрев в системе двух фрикционно взаимодействующих цилиндров

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

Рассмотрена задача нестационарного теплопереноса в системе двух коаксиальных цилиндров, которые равномерно движутся друг относительно друга в направлении их общей оси симметрии. Предполагается, что на поверхности их взаимодействия работа сил трения преобразуется в тепловую энергию. При этом соотношение тепловых потоков, отводимых в каждый из цилиндров, не известно заранее. С использованием метода разделения переменных получено приближенное решение такой задачи для распределения температуры в поперечном сечении цилиндров и проведен анализ влияния на него основных параметров системы. Полученное решение позволяет проводить расчет температуры разогрева в зоне контакта взаимодействующих тел.

Full Text

Restricted Access

About the authors

В. Н. Колодежнов

Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил “Военно-воздушная академия им. проф. Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина”

Author for correspondence.
Email: kvn117@mail.ru
Russian Federation, Воронеж

References

  1. Резников А.Н. Теплофизика резания. М.: Машиностроение, 1969. 288 с.
  2. Попок Н.Н. Теория резания: Конспект лекций для студ. машиностроительных спец. В 2 ч. Ч. 2. Тепловые явления, изнашивание режущего инструмента, качество обрабатываемой поверхности, комбинированные виды обработки, оптимизация функционирования системы резания. Новополоцк: ПГУ, 2005. 166 с.
  3. Рудской А.И., Лунев В.А., Шаболдо О.П. Волочение. СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2011. 126 с.
  4. Верещагин М.Н., Бобарикин Ю.Л., Савенок А.Н., Веденеев А.В., Целуев М.Ю., Игнатенко О.И. Влияние скорости волочения на температуру и напряженно-деформированное состояние в проволоке из высокоуглеродистой стали // Литье и металлургия. 2008. № 1(45). С. 40.
  5. Иноземцев В.Г. Тепловые расчеты при проектировании и эксплуатации тормозов. М.: Транспорт, 1966. 40 с.
  6. Галай Э.И., Рудов П.К., Галай Е.Э. Тепловой расчет фрикционных узлов тормоза грузовых вагонов // Механика. Исследования и инновации. 2018. Вып. 11. С. 31.
  7. Хольшев Н.В., Лавренченко А.А., Прохоров А.В., Коновалов Д.Н. Методика теплового расчета автомобильных дисковых тормозных механизмов // Транспорт. Вестник гражданских инженеров. 2020. № 4(81). С. 203.
  8. Масленников А.В., Ерофеев В.А. Физико-математическая модель сварки трением с перемешиванием // Изв. Тульского гос. ун-та. Технические науки. 2013. № 10. С. 64.
  9. Рзаев Р.А., Джалмухамбетов А.У., Смирнов В.В., Атуев Ш.М. Динамика температурного поля и оценка технологических параметров при сварке трением с перемешиванием биметаллических пластин // Изв. Самарского научного центра Российской академии наук. 2016. Т. 18. № 1(2). С. 274.
  10. Амосов А.П. Разогрев и воспламенение твердых ВВ при сухом трении с износом // Физика горения и взрыва. 1980. № 3. С. 12.
  11. Вершинин А.А. Алгоритм оценки живучести стволов артиллерийских систем // Изв. Тульского гос. ун-та. Технические науки. 2018. № 11. С. 291.
  12. Баранов В.Л., Белов А.В., Бирюков М.М. и др. Физические основы устройства и функционирования стрелково-пушечного, артиллерийского и ракетного оружия. Ч. 1. Физические основы устройства и функционирования стрелково-пушечного и артиллерийского оружия: Учебник для вузов / Под ред. Королева А.А., Кучерова В.Г. Волгоград: ВолгГТУ, 2002. 560 с.
  13. Лыков А.В. Теория теплопроводности. М.: Высшая школа, 1967. 599 с.
  14. Карташов Э.М. Аналитические методы в теории теплопроводности твердых тел. М.: Высшая школа, 2001. 550 с.
  15. Токарев Ю.Н., Моисеенко Е.В., Дробышевский Н.И., Бутов Р.А. Точное аналитическое решение нестационарной задачи расчета полей температур и механических напряжений в двухслойном цилиндре и его применение для верификации численных моделей // ТВТ. 2022. Т. 60. № 2. С. 249.
  16. Амосов А.П. Элементарные теплофизические модели трения // Изв. Самарского научного центра Российской академии наук. 2011. Т. 13. № 4(3). С. 656.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Structural diagram of the task.

Download (133KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. The behavior of the function F(ε), which determines the type of the characteristic equation, for a´2 = 1.1, λ´2 = 1.2, R´2 = 5, Bi = 1; dashed lines are vertical asymptotes.

Download (75KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Distribution of dimensionless temperature in a system of two frictionally interacting cylinders for a´2 = 1.1, λ´2 = 1.2, R´2 = 5, Ki = 0.05, Bi = 0.01 for Fo = 0.1 (1), 0.5 (2), 1.5 (3), 5 (4), 12 (5), 20 (6).

Download (83KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Change over time in the dimensionless temperature of the frictional interaction surface of the cylinders at a´2 = 1.1, λ´2 = 1.2, R´2 = 5, Ki = 0.05 and Bi = 0.1 (1), 1 (2), 10 (3).

Download (60KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Change over time in the ratio between the moduli of heat flux densities removed from the frictional interaction surface to each of the cylinders at the initial stage of the process (a) and for sufficiently large moments of time (b) for a´2 = 1.1, λ´2 = 1.2, R´2 = 5, Ki = 0.05 and Bi = 0.01 (1), 0.1 (2), 1 (3).

Download (130KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences