Трибология на основе самоорганизации
Просмотров: 2246, дата: 27.04.2015, автор: Надежда Юрьевна Чихачёва
Введение к книге" Трибология на основе самоорганизации"
Трибология – наука о контактном взаимодействии твердых тел, охватывающая весь комплекс вопросов о трении, износе и смазке машин.
Трибология решает такие актуальные общенациональные проблемы как экономия энергии, сокращение материалов, надежности и безопасности механических систем, а также экологические проблемы.
Конечные результаты исследований и разработок по трибологии обеспечивают снижение затрат труда на техническое облуживание и текущий ремонт машин, стоимости капитальных ремонтов, уменьшение расхода запасных частей и горюче-смазочных материалов, снижение металлоемкости конструкций узлов трения и повышение надежности и производительности машин.
Проблемы и задачи, решаемые трибологией, являются «вечными», ибо они непрерывно возникают и повторяются вновь и вновь в связи с развитием и совершенствованием машин и оборудования, повышением их мощности и более форсированных режимов работы, на которых ранее применяемые конструкционные и смазочные материалы не могут обеспечить их безотказность и долговечность.
Главные этапы развития трибологии, как и развитие других наук, связаны с научными открытиями и крупными изобретениями.
Трибология является поистине интернациональной наукой, теоретические основы которой были созданы трудами ученых различных стран.
Так, в 1883г. русским ученым Н.П. Петровым была открыта гидродинамическая теория смазки в подшипниках скольжения. В дальнейшем эту теорию развивали крупнейшие ученые мира: англичанин О. Рейнольдс, американец А. Кингсбери, немцы А. Зоммерфельд и Л. Гюмбель, русские академики Н.Е. Жуковский и С.А. Чаплыгин и др.
В 1919 – 1922 гг. англичанин В. Гарди выявил большое влияние адсорбционных слоев смазочных материалов, наносимых на металлы, на трение твердых тел: по сравнению с сухим трением при адсорбционном граничном слое смазки толщиной менее 0,1 мкм трение уменьшается в 10 раз, а износ снижается до 1000 раз. Классиками исследований граничного трения являются Ф.П. Боуден, Д. Тейлор, С.А. Ахматов, И.В. Крагельский, Б.В. Дерягин и многие другие.
Значительным событием в развитии триботехники явилось открытие эффекта пластифицирования материала трущихся деталей под действием смазки, сделанное советским академиком П.А. Ребиндером, которое было названно его именем.
В 1956г. Д.Н. Гаркунов и И.В. Крагельский экспериментально установили при граничном трении самопроизвольное разделение трущихся поверхностей не только слоем смазки, но и металлической сервовитной пленкой толщиной 1,0…1,5 мкм, образующейся в процессе работы сопряжения. Установленный эффект известен как революционное научное открытие – «избирательный перенос при трении» («эффект безызносности»).
Эффект безызносности сопровождается эволюционными процессами самоорганизации трения, в результате которых на поверхности формируется металлическая пленка. В отличие от обычных условий смазки и разрушительного трения в условиях избирательного переноса трение превращается в созидательный процесс, защищающий поверхности сопряжений от износа и заедания, аналогичный (подобный) процессам в узлах трения живой природы (живого организма).
При анализе причин повышенного износа деталей самолетов Д.Н. Гаркунов и А.А. Поляков обнаружили новый, ранее неизвестный – водородный вид изнашивания деталей, который объяснял некоторые необычные явления при трении – интенсивное разрушение более прочных металлов и перенос их на менее прочный материал сопряжения. Явления водородного изнашивания и безызносного трения зарегистрированы как научные открытия.
Увеличение концентрации водорода в процессе изготовления деталей или в условиях эксплуатации приводит к внезапному хрупкому разрушению металлоконструкций в тонких поверхностных слоях и аварийному отказу машин при малых нагрузках. В связи с этим, защита металла от негативного воздействия водорода и водородного изнашивания трущихся поверхностей является весьма актуальной задачей.
Решение этих важнейших задач было получено при дальнейшем интенсивном развитии нового направления в трибологии – трибологии на основе самоорганизации, отличающегося от традиционного (классического) тем, что трение здесь рассматривается не как разрушительный процесс, что признано давно мировым сообществом ученых и инженеров, а как созидательный, базирующий на отечественных научных открытиях безызносного трения и водородного изнашивания металлов.
Развитие трибологии на основе самоорганизации началось во второй половине прошлого века. За этот период сложилась международная научная школа трибологов ряда стран: России, Великобритании, Германии, Польши, Литвы, Белоруссии, Украины, Болгарии, Казахстана, Монголии. По трибологии на основе самоорганизации выпущено более ста книг и монографий, свыше 2000 журнальных статей, защищено 92 кандидатских и докторских диссертаций, получено свыше 100 патентов и авторских свидетельств на изобретения, издана хронология литературы по развитию трибологии на основе самоорганизации с 1956г. по настоящее время.
На базе исследований в области трибологии на основе самоорганизации разработаны теоретические основы и триботехнологии создания новых трибоматериалов – присадок к маслам и смазкам, позволяющих при эксплуатации машин и механизмов получать качественно улучшенные эксплуатационные показатели при одновременном повышении ресурса, снижения энергопотребления при эксплуатации машин, значительном уменьшении вредного влияния на среду обитания.
Российская наука совершила открытия, значения которых до конца трудно оценить и сегодня. В полном соответствии со словами крупного американского философа К. Пирса «...всякая наука открывает вещи, которые далеко выходят за пределы непосредственных наблюдений...», эффект безызносности (как он был назван первооткрывателями) затрагивает не только основные вопросы теории трения, износа и смазки, но и дополняет такие области передовых знаний как: современная термодинамика, синергетика, квантовая теория вещества, и даже (согласно последним исследования) – теория относительности. Сложность открытого Д.Н. Гаркуновым и И.В. Крагельским феномена привела к существующей синонимии названий: трибология на основе самоорганизации, избирательный перенос, безызносность, эффект Гаркунова, служащих отражением отдельных сторон рассмотрения этого многогранного явления, но до конца не определяющих всю его глубину и важность. При избирательном переносе происходит его автокомпенсация за счет сложных синергетических процессов внутри трибосистемы, Эти процессы классики избирательного переноса Д.Н. Гаркунов и А.А. Поляков назвали явлением самоорганизации трибосистемы.
Профессор Д.Н. Гаркунов впервые в 1950-х гг. выявил аналогии в самоорганизации трибосистем и биологических объектов, выраженные в способности самоусложнения первых за счет внутренней энтропии. Совместно с А.А. Поляковым и на основе работ И.Л. Пригожина Д.Н. Гаркунов предложил понятие диссипативных структур в трибологии представляющих собой «…пространственно-временные структуры, сохраняющиеся и циркулирующие неопределенно долго во времени, являющиеся высшей формой самоорганизации трибосистем». При этом Д.Н. Гаркуновым и А.А. Поляковым был сформулирован важнейший принцип, по своей научной значимости близкий к таким положениям квантовой и релятивистской теорий как принцип соответствия или инвариантности – «принцип совпадения эволюционного пути».
Данный принцип провозглашает сходство структуры и направления развитие физических процессов вне зависимости от природы внутренних механизмов, обеспечивающих их эволюцию при условии, что действие эволюционных сил приводит к сходным результатам. Последовательное применение этого принципа позволило выстроить корректную модель процессов самоусложнения структуры трибосопряжения, что дает возможность рассматривать трение как процесс, происходящий внутри межфазной области фрикционного контакта и приводящий к образованию новой структурной единицы трибосопряжения – третьего тела, вкючающего в себя как непосредственно смазочные структуры, так и многочисленные изменения поверхностных и приповерхностных слоев материалов узлов трения. Этот революционный подход в теории смазки впервые позволил научно поставить задачу о практическом достижении предельно низких значений коэффициентов трения и уровней изнашивании, а также наметить пути решения этих проблем.
Необходимо отметить, что магистральные направления в теории избирательного переноса оказались абсолютно фатальными и продуктивными. По сути, решение задач современной теории трения идет по пути, отмеченном блестящей научной интуицией Д.Н. Гаркунова , И.В. Крагельского, А.А. Полякова, которые выстроив модель диссипативных структур, как пространственно-временных образований во многом предвосхитили «новую научную парадигму – релятивисткую физику твердого тела». Эволюция идей теории безызносности в трибологии на основе самоорганизации показывает, что заложенные в них принципы далеко не исчерпаны, а их дальнейшее развитие приводит к новым «прорывам» в фундаментальной и технической прикладной науке – трибология на основе самоорганизации.
В целях широкого ознакомления научно-технической общественности студентов машиностроительных вузов, колледжей и школьников старших классов с достижениями современной трибологии на основе самоорганизации создан учебно-образовательный комплекс.
Предлагаемая авторами книга рассчитана на научных работников, молодых исследователей трибологии на основе самоорганизации, аспирантов, студентов и специалистов, занимающихся повышением долговечности надежности машин и механизмов.
Гаркунов, Д.Н., Мельников, Э.Л., Бабель, В.Г., Чихачёва, Н.Ю. и др.Трибология на основе самоорганизации. Издательство «LAMBERT», Германия.-245 с., ISBN 978-3-659-56315-7.
https://www.lap-publishing.com/catalog/details/store/ru/book/978-3-659-56315-7/Трибология-на-основе-самоорганиз
Трибология – наука о контактном взаимодействии твердых тел, охватывающая весь комплекс вопросов о трении, износе и смазке машин.
Трибология решает такие актуальные общенациональные проблемы как экономия энергии, сокращение материалов, надежности и безопасности механических систем, а также экологические проблемы.
Конечные результаты исследований и разработок по трибологии обеспечивают снижение затрат труда на техническое облуживание и текущий ремонт машин, стоимости капитальных ремонтов, уменьшение расхода запасных частей и горюче-смазочных материалов, снижение металлоемкости конструкций узлов трения и повышение надежности и производительности машин.
Проблемы и задачи, решаемые трибологией, являются «вечными», ибо они непрерывно возникают и повторяются вновь и вновь в связи с развитием и совершенствованием машин и оборудования, повышением их мощности и более форсированных режимов работы, на которых ранее применяемые конструкционные и смазочные материалы не могут обеспечить их безотказность и долговечность.
Главные этапы развития трибологии, как и развитие других наук, связаны с научными открытиями и крупными изобретениями.
Трибология является поистине интернациональной наукой, теоретические основы которой были созданы трудами ученых различных стран.
Так, в 1883г. русским ученым Н.П. Петровым была открыта гидродинамическая теория смазки в подшипниках скольжения. В дальнейшем эту теорию развивали крупнейшие ученые мира: англичанин О. Рейнольдс, американец А. Кингсбери, немцы А. Зоммерфельд и Л. Гюмбель, русские академики Н.Е. Жуковский и С.А. Чаплыгин и др.
В 1919 – 1922 гг. англичанин В. Гарди выявил большое влияние адсорбционных слоев смазочных материалов, наносимых на металлы, на трение твердых тел: по сравнению с сухим трением при адсорбционном граничном слое смазки толщиной менее 0,1 мкм трение уменьшается в 10 раз, а износ снижается до 1000 раз. Классиками исследований граничного трения являются Ф.П. Боуден, Д. Тейлор, С.А. Ахматов, И.В. Крагельский, Б.В. Дерягин и многие другие.
Значительным событием в развитии триботехники явилось открытие эффекта пластифицирования материала трущихся деталей под действием смазки, сделанное советским академиком П.А. Ребиндером, которое было названно его именем.
В 1956г. Д.Н. Гаркунов и И.В. Крагельский экспериментально установили при граничном трении самопроизвольное разделение трущихся поверхностей не только слоем смазки, но и металлической сервовитной пленкой толщиной 1,0…1,5 мкм, образующейся в процессе работы сопряжения. Установленный эффект известен как революционное научное открытие – «избирательный перенос при трении» («эффект безызносности»).
Эффект безызносности сопровождается эволюционными процессами самоорганизации трения, в результате которых на поверхности формируется металлическая пленка. В отличие от обычных условий смазки и разрушительного трения в условиях избирательного переноса трение превращается в созидательный процесс, защищающий поверхности сопряжений от износа и заедания, аналогичный (подобный) процессам в узлах трения живой природы (живого организма).
При анализе причин повышенного износа деталей самолетов Д.Н. Гаркунов и А.А. Поляков обнаружили новый, ранее неизвестный – водородный вид изнашивания деталей, который объяснял некоторые необычные явления при трении – интенсивное разрушение более прочных металлов и перенос их на менее прочный материал сопряжения. Явления водородного изнашивания и безызносного трения зарегистрированы как научные открытия.
Увеличение концентрации водорода в процессе изготовления деталей или в условиях эксплуатации приводит к внезапному хрупкому разрушению металлоконструкций в тонких поверхностных слоях и аварийному отказу машин при малых нагрузках. В связи с этим, защита металла от негативного воздействия водорода и водородного изнашивания трущихся поверхностей является весьма актуальной задачей.
Решение этих важнейших задач было получено при дальнейшем интенсивном развитии нового направления в трибологии – трибологии на основе самоорганизации, отличающегося от традиционного (классического) тем, что трение здесь рассматривается не как разрушительный процесс, что признано давно мировым сообществом ученых и инженеров, а как созидательный, базирующий на отечественных научных открытиях безызносного трения и водородного изнашивания металлов.
Развитие трибологии на основе самоорганизации началось во второй половине прошлого века. За этот период сложилась международная научная школа трибологов ряда стран: России, Великобритании, Германии, Польши, Литвы, Белоруссии, Украины, Болгарии, Казахстана, Монголии. По трибологии на основе самоорганизации выпущено более ста книг и монографий, свыше 2000 журнальных статей, защищено 92 кандидатских и докторских диссертаций, получено свыше 100 патентов и авторских свидетельств на изобретения, издана хронология литературы по развитию трибологии на основе самоорганизации с 1956г. по настоящее время.
На базе исследований в области трибологии на основе самоорганизации разработаны теоретические основы и триботехнологии создания новых трибоматериалов – присадок к маслам и смазкам, позволяющих при эксплуатации машин и механизмов получать качественно улучшенные эксплуатационные показатели при одновременном повышении ресурса, снижения энергопотребления при эксплуатации машин, значительном уменьшении вредного влияния на среду обитания.
Российская наука совершила открытия, значения которых до конца трудно оценить и сегодня. В полном соответствии со словами крупного американского философа К. Пирса «...всякая наука открывает вещи, которые далеко выходят за пределы непосредственных наблюдений...», эффект безызносности (как он был назван первооткрывателями) затрагивает не только основные вопросы теории трения, износа и смазки, но и дополняет такие области передовых знаний как: современная термодинамика, синергетика, квантовая теория вещества, и даже (согласно последним исследования) – теория относительности. Сложность открытого Д.Н. Гаркуновым и И.В. Крагельским феномена привела к существующей синонимии названий: трибология на основе самоорганизации, избирательный перенос, безызносность, эффект Гаркунова, служащих отражением отдельных сторон рассмотрения этого многогранного явления, но до конца не определяющих всю его глубину и важность. При избирательном переносе происходит его автокомпенсация за счет сложных синергетических процессов внутри трибосистемы, Эти процессы классики избирательного переноса Д.Н. Гаркунов и А.А. Поляков назвали явлением самоорганизации трибосистемы.
Профессор Д.Н. Гаркунов впервые в 1950-х гг. выявил аналогии в самоорганизации трибосистем и биологических объектов, выраженные в способности самоусложнения первых за счет внутренней энтропии. Совместно с А.А. Поляковым и на основе работ И.Л. Пригожина Д.Н. Гаркунов предложил понятие диссипативных структур в трибологии представляющих собой «…пространственно-временные структуры, сохраняющиеся и циркулирующие неопределенно долго во времени, являющиеся высшей формой самоорганизации трибосистем». При этом Д.Н. Гаркуновым и А.А. Поляковым был сформулирован важнейший принцип, по своей научной значимости близкий к таким положениям квантовой и релятивистской теорий как принцип соответствия или инвариантности – «принцип совпадения эволюционного пути».
Данный принцип провозглашает сходство структуры и направления развитие физических процессов вне зависимости от природы внутренних механизмов, обеспечивающих их эволюцию при условии, что действие эволюционных сил приводит к сходным результатам. Последовательное применение этого принципа позволило выстроить корректную модель процессов самоусложнения структуры трибосопряжения, что дает возможность рассматривать трение как процесс, происходящий внутри межфазной области фрикционного контакта и приводящий к образованию новой структурной единицы трибосопряжения – третьего тела, вкючающего в себя как непосредственно смазочные структуры, так и многочисленные изменения поверхностных и приповерхностных слоев материалов узлов трения. Этот революционный подход в теории смазки впервые позволил научно поставить задачу о практическом достижении предельно низких значений коэффициентов трения и уровней изнашивании, а также наметить пути решения этих проблем.
Необходимо отметить, что магистральные направления в теории избирательного переноса оказались абсолютно фатальными и продуктивными. По сути, решение задач современной теории трения идет по пути, отмеченном блестящей научной интуицией Д.Н. Гаркунова , И.В. Крагельского, А.А. Полякова, которые выстроив модель диссипативных структур, как пространственно-временных образований во многом предвосхитили «новую научную парадигму – релятивисткую физику твердого тела». Эволюция идей теории безызносности в трибологии на основе самоорганизации показывает, что заложенные в них принципы далеко не исчерпаны, а их дальнейшее развитие приводит к новым «прорывам» в фундаментальной и технической прикладной науке – трибология на основе самоорганизации.
В целях широкого ознакомления научно-технической общественности студентов машиностроительных вузов, колледжей и школьников старших классов с достижениями современной трибологии на основе самоорганизации создан учебно-образовательный комплекс.
Предлагаемая авторами книга рассчитана на научных работников, молодых исследователей трибологии на основе самоорганизации, аспирантов, студентов и специалистов, занимающихся повышением долговечности надежности машин и механизмов.
Гаркунов, Д.Н., Мельников, Э.Л., Бабель, В.Г., Чихачёва, Н.Ю. и др.Трибология на основе самоорганизации. Издательство «LAMBERT», Германия.-245 с., ISBN 978-3-659-56315-7.
https://www.lap-publishing.com/catalog/details/store/ru/book/978-3-659-56315-7/Трибология-на-основе-самоорганиз
Другие блоги пользователя
- Что поют наши дети?
- МГТУ имени Баумана: 185 лет со дня основания университета
- Александровская слобода. Путешествие в глубь веков
- Почему дети любят «Макдональдс»? Что их там так привлекает?
- Охота на диких животных
- Музей шоколада в г. Покров
- 11 августа - Калинник
- — Почему «Ы»? — Чтоб никто не догадался
- Екатерина Васильева
- Небесные явления, которые необходимо увидеть в в конце октября-ноября 2015г
Комментарии
#1 Уважаемая Надежда Юрьевна!!!!Прочитала ваш материал. Если я не ошибаюсь это открытие Гаркунова-Крагельского. Но к сожалению в нашей стране оно не очень широко применяется.Нам бы в стране самое то для импортозамещения особенно хорошо.Такой замечательный эффект получается , все само восстанавливается!!
Елена Матвеева, дата: 18.05.2015 в 21:07
#2 Елена Владимировна,Вы очень правильно уловили главную мысль. Очень рада, что Вы знакомы с новейшими научными разработками. Будем продвигать это направление в России!
Надежда Юрьевна Чихачёва, дата: 18.05.2015 в 21:17
#3 Надежда Юрьевна, спасибо за ваш научный вклад в такой важный технический вопрос. Хотелось бы, чтобы подобные новаторские разработки находили более активное применение в практике в нашем необъятном парка механизмов. Это весьма актуальные наработки для нашего времени. Удачи в реализации на практике!!!
Нина Булычева, дата: 26.05.2015 в 15:40
#4 Нина Владимировна!С официальным применением очень туго!
Но все начальство завода "Респиратор" (г.Орехово-Зуево) применяет в своих собственных машинах эту присадку. Третий год ездят не меняя смазку и бензин экономят.Вот такие казусы нашей жизни.
Надежда Юрьевна Чихачёва, дата: 26.05.2015 в 16:10
#5 Трибология - ваша любимая тема, что не всем нам не столь близка. Прочитала блог. Интересно и гениально. Расширила свой кругозор. Рада.
Ольга Степанова, дата: 09.07.2015 в 12:56
Чтобы оставить комментарий, пожалуйста, зарегистрируйтесь и авторизируйтесь на сайте.
