بررسی تاثیر سرعت، فشار و ضریب اصطکاک بر دما در سیستم لغزشی خطی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

2 گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

چکیده

تماس و اصطکاک در سیستم‌های دارای حرکت سبب تولید گرما شده و این عامل بر خواص و عملکرد قطعات تاثیرگذار است. هدف از این پژوهش بررسی تاثیر پارامترهای سرعت، فشار و ضریب اصطکاک بر گرمای تولید شده در یک سیستم لغزشی خطی بوده و در این راستا از مدل‌سازی المان محدود مجموعه پیستون یک کمپرسور رفت و برگشتی خطی استفاده شده و نتایج با استفاده از داده‌های تجربی اعتبارسنجی گردید. همچنین در طراحی آزمایش‌ها و تحلیل نتایج از روش پاسخ سطح و آنالیز ANOVA بهره گرفته شد. مطالعه نتایج نشان داد پارامترهای سرعت، ضریب اصطکاک و فشار با دما رابطه مستقیم داشته و سرعت بیشترین اثر و فشار کمترین تاثیر را بر گرمای تولید شده دارند. افزایش سرعت موجب افزایش تولید گرما شده اما تاثیر افزایش فشار، برآیندی از اثر افزایش گرمای ناشی از افزایش نیروی اصطکاک و کاهش حرارت ناشی از افزایش سطح تماس موثر و انتقال گرما بهتر می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

مراجع

  • Li W, Zhang X, Kou H, Wang R, Fang D. Theoretical prediction of temperature dependent yield strength for metallic materials. International Journal of Mechanical Sciences. 2016;105:273-8.
  • Pearson S, Shipway P, Abere J, Hewitt R. The effect of temperature on wear and friction of a high strength steel in fretting. Wear. 2013;303(1-2):622-31.
  • Stott F. High-temperature sliding wear of metals. Tribology International. 2002;35(8):489-95.
  • Saisnith V, Fridrici V. A study of the wear damage of a PTFE coating: The effects of temperature and environment on its mechanical and tribological properties. Wear. 2021;480:203946.
  • Palanikumar P, Gnanasekaran N, Subrahmanya K, Kaliveeran V. Effect of sliding speed and rise in temperature at the contact interface on coefficient of friction during full sliding of SS304. Materials today: proceedings. 2020;27:1996-9.
  • Jourani A, Bigerelle M, Petit L, Zahouani H. Local coefficient of friction, sub-surface stresses and temperature distribution during sliding contact. International Journal of Materials and Product Technology. 2010;38(1):44-56.
  • Campen S, Green J, Lamb G, Atkinson D, Spikes H. On the increase in boundary friction with sliding speed. Tribology letters. 2012;48:237-48.
  • Nosko O. Partition of friction heat between sliding semispaces due to adhesion-deformational heat generation. International Journal of Heat and Mass Transfer. 2013;64:1189-95.
  • Waddad Y, Magnier V, Dufrénoy P, De Saxcé G. Heat partition and surface temperature in sliding contact systems of rough surfaces. International Journal of Heat and Mass Transfer. 2019;137:1167-82.
  • Xia Y, Yano A, Hayashi N, Horaguchi N, Xie G, Guo D. Analysis of temperature and heat partitioning coefficient during friction between polymer and steel. Tribology International. 2022;171:10.7561
  • Lundberg J. Influence of surface roughness on normal-sliding lubrication. Tribology international. 1995;28(5):317-22.
  • Chen Q, Li D. A computational study of frictional heating and energy conversion during sliding processes. Wear. 2005;259(7-12):1382-91.
  • Kusy R, Whitley J. Effects of sliding velocity on the coefficients of friction in a model orthodontic system. Dental Materials. 1989;5(4):235-40.
  • Mu L, Shi Y, Feng X, Zhu J, Lu X. The effect of thermal conductivity and friction coefficient on the contact temperature of polyimide composites: Experimental and finite element simulation. Tribology International. 2012;53:45-52.
  • Barry PR, Chiu PY, Perry SS, Sawyer WG, Sinnott SB, Phillpot SR. Effect of temperature on the friction and wear of PTFE by atomic-level simulation. Tribology Letters. 2015;58:1-13.
  • Komanduri R, Hou Z. Analysis of heat partition and temperature distribution in sliding systems. Wear. 2001;251(1-12):925-38.
  • Conte M, Igartua A. Study of PTFE composites tribological behavior. Wear. 2012.74-568:(2-1)296;
  • Wei Y, Wu Y, Chen Z. An experimental measurement and numerical calculation method on friction temperature rise of sliding contact pairs-taking rail/wheel contact as an example. Journal of Measurements in Engineering. 2023;11(1):1-11.
  • Al-Zubaidi S, Senatore A, Abdullah OI, Scuotto N, editors. Effect of sliding speed on the thermal fields and frictional behaviours of asbestos-free frictional materials used for dry clutch system. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering; 2020: IOP Publishing.
  • Choudhry J, Almqvist A, Larsson R. A multi-scale contact temperature model for dry sliding rough surfaces. Tribology Letters. 2021;69(4):128.
  • Kisuka F, Wu C-Y, Hare C, editors. Friction-induced heat generation between two particles. EPJ Web of Conferences; 2021: EDP Sciences.
  • Li L, Tian H, Yun Q, Chu W. Study on temperature rise distribution of contact surface under cyclic load. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part J: Journal of Engineering Tribology. 2021;235.48-138;(1)
  • Wang W, Zhou X, Qian L, He Q-C. Effect of temperature-induced contact quality evolution on nanoscale friction. Physical Review B. 2022;106(13):134103.
  • Feng D, Shen M-x, Peng X-d, Meng X-k. Surface roughness effect on the friction and wear behaviour of acrylonitrile–butadiene rubber (NBR) under oil lubrication. Tribology Letters. 2017;65:1-14.
  • loch r. PTFE-compounds properties and characteristic data: TEKU GmbH fluorkunststoffe.
  • Halliday D, Resnick R, Walker J. Fundamentals of physics: John Wiley & Sons; 2013.
  • Ilkhchy AF, Jabbari M, Davami P. Effect of pressure on heat transfer coefficient at the metal/mold interface of A356 aluminum alloy. International Communications in Heat and Mass Transfer. 2012;39(5):705-12.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار