Ги-
роскопы широко применяются в технике: они являются одним из
основных элементов современных систем управления судами, само-
летами, планетоходами, космическими кораблями.
А.с. 474 444: Локомотив с электропередачей, содержащий
аккумулятор энергии ввиде вращающегося маховика, связанный с
преобразователем энергии, представляющий собой обратимую
электрическую машину, отличающийся тем, что с целью устранения
сил гироскопического эффекта маховика на устойчивость локомо-
тива, маховик с преобразователем энергии смонтированы в обо-
лочке и помещены в гироскопический механизм с двумя степенями
свободы.
Измеряя процессию гироскопа, можно определить величину
внешних сил, воздейставующих на гироскоп.
А.с. 487 336: Устройство для определения силы трения, со-
держащее корпус, карданный подвес, ротор с приводом, установ-
ленные в карданном подвесе, держатели образца и контрообразца,
нагружающий механизм, взаимодействующий с держателем контроб-
разца, датчик угловой скорости процессии, связанный с рамками
карданного повеса, отличающийся тем, что с целью определения
силы трения при высоких, порядка сотен м/с скоростях вращения,
держатель образца установлен на роторе, нагружающий механизм с
держателем контробразца установлены на внутренней рамке кар-
данного подвеса, а датчик угловой скорости процессии связан с
внешней рамкой процессии.
Посколько при вращательном движении само тело остается на
одном месте, а только участки тела совершают круговые движе-
ния, то во вращающемся теле можно аккумулировать кинетическую
энергию, которую затем можно преобразовывать в кинетическую
энергию поступательного движения. На этом принципе работают
инерционные аккумуляторы, используемые, например, в гиробусах.
А.с. 518 302: Машины для инерционной сварки, трением, со-
держащая привод вращения и шпиндель с массой для накопления
энергии, отличающийся тем, что с целью уменьшения энергоемкос-
ти процесса, масса для накопления энергии выполнена ввиде
инерционного пульсатора.
А.с. 518 381: Привод кузнечно-прессовой машины, содержа-
щий электродвигатель и насос, соединенный трубопроводом через
распределительную систему с аккумулятором и рабочим цилиндром
машины, отличающийся тем, что с целью повышения КПД он снабжен
дополнительным аккумулятором энергии - маховиком, установлен-
ным в кинематической цепи, связывающей электродвигатель с на-
сосом.
Силы инерции проявляются при изменении скорости движуще-
гося тела или при появлении центростремительной силы; в этих
случаях всегда появляется реальная сила, которую можно исполь-
зовать в различных процессах и при этом совершенно "бесплат-
но".
1.2. Гравитация.
Кроме того, масса является мерой инертности тела, любая
масса является источником гравитационного поля. Через гравита-
ционные поля осуществляется взаимодействие масс. Гравитацион-
ные силы самые слабые из всех сил, известных науке; тем не ме-
нее, при наличии больших масс (например, Земля) эти силы во
многом предопределяют поведение физических систем. Количест-
венно гравитационные взаимодействия описываются законом все-
мирного тяготения. Сила тяготения пропорциональна массе. Такая
пропорциональность приводит к тому, что ускорение, приобретае-
мое в данной точке гравитационного поля различными телами, для
всех тел одинаково (конечно, если на эти тела не действуют ни-
какие другие силы - сопротивление воздуха и т.д.). Если расс-
матривать движение тел под действием силы тяжести Земли, то
это движение будет равноускоренным - ускорение будет постоянно
по величине и по направлению. Все отклонения от постоянства
ускорения имеют те или иные конкретные причины - вращение Зем-
ли, ее несферичность, несимметричное распределение масс внутри
Земли, сопротивление воздуха или иной среды, наличие электри-
ческих или магнитных полей и т.д. Постоянство ускорения - это
возможность измерять массы посредством измерения веса, это ча-
сы, датчики времени,- это бесплатные силы гравитации - точно
калиброванные.
Патент США 3 552 283: Устройство отмечающее положение
плоскости Земли при помощи устройства, отмечающего поожение
плоскости Земли, образуется изображение на экспонируемой фо-
тографической пленке, позволяющее определить на проявленном
негативе или на позитивном отпечатке положение плоскости Земли
независимо от положения камеры во время киносьемки. Устройство
содержит прозрачное тело с грузиком, смещаюшимся под действием
силы тяжести в самый нижний угол этого тела. Прозрачное тело
может располагаться внутри корпуса камеры или внутри кассеты
для роликовой пленки, причем единственным требованием к проз-
рачному телу является то, чтобы оно находилось на пути свето-
вых лучей, идущих от фотографируемого обьекта на пленку, уста-
новленную в камере. На краю кадра проявленного негатива или
позитивной пленки образуется метка ввиде стрелки, направленной
в сторону плоскости Земли. Метка ввиде стрелки может использо-
ваться для правильной ориентации пленки или диапозитива.
А.с. 189 597: Устройство для установления заданных проме-
жутков времени, отличающееся тем, что с целью повышения точ-
ности измерения при записи сейсмограмм, оно выполнено ввиде
стержня, с расположенным на нем грузом, замыкающим во время
свободного падения контакты, соединенные с электродетонатора-
ми.
1.3. Трение.
Трение представляет собой силу, возникающую при относи-
тельном перемещении двух соприкасающихся тел в плоскости их
касания. Ввиду зависимости сил трения от многих, порой очень
трудно учитываемых факторов, предпочитают пользоваться феноме-
нологической теорией трения, описывающей в основном факты, а
не их обьяснения.
Различают трения качения и трения скольжения. Феноменологи-
ческая теория трения базируется, в основном на представлении о
том, что касание твердых тел имеет место лишь в отдельных пят-
нах, на которых действуют силы диффузии, химической связи, ад-
гезии и т.п.; при скольжении каждое пятно касания (так называ-
емая фрикционная связь) существует ограниченное время. Сумма
всех сил, действующих на пятна касания, усредненая по времени
и по поверхности носит название силы трения. Продолжительность
существования фрикционной связи определяет такие важные вели-
чины, как износостойкость, температуру пограничного слоя, ра-
боту по преодолению сил трения. Характерно,что при трении наб-
людаются значительные деформации пограничного слоя,
сопровождающиеся структурными превращениями, избирательной
диффузией: учет всех этих процессов затруднен из-за сильной
зависимости от температуры. Температура на пятнах касания воз-
растает очень быстро и может достигать несколько сот градусов.
Обычно трение качения, при котором основная работа затрачи-
вается на передеформирование материала при формировании валика
перед катящимся телом, много меньше трения скольжения. Но как
только скорость качения достигает скорости распространения де-
формаций, трение качения резко возрастает; поэтому при больших
скоростях качения лучше использовать трение скольжения.
Трение покоя больше трения движения, и этот факт снижает
чувствительность точных приборов. Заменить трение покоя трени-
ем движения - это значить уменьшить силу трения и как-то ста-
билизировать ее. Задачу можно решить, заставив трущиеся эле-
менты совершать колебания.
В патенте США 3 239 283: задача решается выполнением втулки
подшипника из пьезоэлектрического материала и покрытием ее
электропроводящей фольгой. Пропуская переменный ток, под дейс-
твием которого пьезоэлектрик вибрирует, ликвидируют трение по-
коя.
1.3.1. Явление аномального низкого трения. Установлено, что
при достаточно сильном облучении одной из трущихся поверхнос-
тей ускоренными частицами (например, атомами гелия) коэффици-
ент трения падает в десятки и даже сотни раз, достигая сотых и
тысячных долей единицы (открытие-121). Для возникновения эф-
фекта сверхнизкого трения необходимо, чтобы процесс трения
осуществлялся в вакууме. Переход в состояние сверхнизкого тре-
ния может осуществляться далеко не всеми телами. Этой способ-
ностью обладают вещества со слоистой кристаллической структу-
рой. Исследования показали, что очень тонкий поверхностный
слой вещества при совместном действии трения и облучения испы-
тывает сильную ориентацию, благодаря чему его структурные эле-
менты располагаются параллельно плоскости контакта, за счет
чего сильно уменьшается способность вещества образовывать
сильные адгезионные связи. Роль облучения сводится к очень ин-
тенсивной очистке поверхности контакта от премисей и от моле-
кул воды, препяствующих ориентации. К тому же водная пленка
сама является источником довольно сильных адгезионных связей.
Явление аномально низкого трения можно использовать к примеру
в подшипниках:
А.с. 290 131: Подшипник скольжения, содержащий корпус, в
котором смонтирован вал посредством сегментов с металлической
рабочей поверхностью, расположенных равномерно по окружности,
отличающееся тем, что с целью уменьшения коэффициента трения
при работе в вакууме, он снабжен источником быстрых и нейт-
ральных молекул газа, например, инертного, встроенного в кор-
пус между сегментами и направляющим поток молекул на рабочую
поверхность вала, покрытую полимером, например, полиэтиленом.
1.3.2. Эффект безызиосности.
Всегда и везде ранее принималось, что трение и износ два
неразрывно связанных явления. Однако в результате открытия (нр
-41) Крагельского И.В. и Гаркунова Д.Н. удалось разьединить
это, хотя и традиционное, но невыгодное содружество. В их под-
шипнике трение осталось - износ исчез; за это исчезновение от-
ветственен процесс атомарного переноса. Самый опасный вид из-
носа - схватывание. В соответствии с принципом "обратить вред
в пользу" - схватывание входит как составная часть в атомарный
перенос; далее оно компенсируется противоположным процессом.
Рассмотрим пару сталь - бронза с глицериновой смазкой. Глице-
рин, протравливая поверхность бронзы способствует покрытию ее
рыхлым слоем чистой меди, атомы которой легко переносятся на
стальную поверхность. Далее устанавливается динамическое рав-
новесие - атомы меди летают туда и обратно, и износа практи-
чески нет, ибо медный порошок прочно удерживает глицерин, ко-
торый в свою очередь, защищает медь от кислорода. В авиации
уже испытаны бронзовые амартизационные буксы в стальной стойке
шасси самолета.
1.3.3. Эффект Джонсона-Рабека.
Если нагревать пару соприкасающихся трущихся поверхностей -
полупроводник и металл, то сила трения между этими поверхнос-
тями будет увеличиваться. Этот эффект используется в тормозах
и муфтах крутящего момента.
Патент США 3 343 635: Тормоз представляющий собой вал, пок-
рытый полупроводниковым материалом, охваченный металлической
лентой. Тормозной момент зависит от температуры полупроводни-
кового слоя и регулируется путем пропускания электрического
тока через вал и охватывающую его ленту.
Патент Англии 1 118 627: Устройство для передачи вращения
между двумя валами, состоящая из двух соприкасающихся дисков,
один из которых выполнен из полупроводникового материала, а
второй - металлический. Регулирование передаваемого момента
происходит при нагреве соприкасающихся упомянутых материалов
путем пропускания электрического тока между ними.
Интересное использование трения:
А.с. 350 577: Способ получения отливок, заключающийся в
пропускании расплавленного металла через каналы, выполненные в
теле оправки, отличающееся тем, что с целью совмещения процес-
са плавки и заливки металла, оправку поднимают к металлической
заготовке и вращают, расплавляя заготовку теплом, выделяющимся
в процессе трения.
Л И Т Е Р А Т У Р А
К 1.2. Я.Н.Ройтенберг, Гироскопы, М., "Наука", 1975
В.А.Павлов, Гироскопический эффект, его проявление и
использование, Л., "Судостроение", 1972
Н.В.Гулия, Возрожденная энергия, "Наука и жизнь", 1975,
нр-7.
К 1.3. А.А.Силин, Трение и его роль в развитии техники,
М., "Наука", 1976.
И.В.Крагельский, Трение и износ, М., "машиностроение",1968
Д.Н.Гаркунов, Избирательный перенос в узлах трения,
М., "Транспорт", 1969.
2. Д Е Ф О Р М А Ц И Я .
-----------------------
2.1. Общая характеристика.
В самом общем случае под деформацией понимается такое
изменение положение точек тела, при котром меняется взаимные
расстояния между ними. Причинами деформаций, сопровождающихся
изменениями формы и размеров сплошного тела, могут служить
механические силы, электрические, магнитные, гравитационные
поля, изменения температуры, фазовые переходы и т.д.
В теории деформации твердых тел рассматриваются многие
типы деформаций-сдвига, кручения и т.д. Формальное описание
их можно отыскать в любом курсе сопромата.
Если деформация исчезает после снятия нагрузки, то она
называется упругой, в противном случае имеет место пластичес-
кая деформация. Для упругих деформаций справедлив закон Гука,
согласно которому деформация пропорциональна механическому
напряжению.Если рассматривать деформации на атомарном уровне
то упругая деформация характеризуется,прежде всего практичес-
ки одинаковым изменением растояния между всеми атомами крис-
тала; при пластических деформациях возникают дислокации-ли-
нейные дефекты кристалической решотки.
Величина деформации любого вида определяется свойствами
деформируемого тела и величиной внешнего воздействия; следо-
вательно,имея данные о деформации, можно судить либо о свойс-
твах тела,либо о воздействиях; в некоторых случаяхи о том и о
другом, а в некоторых- о степени изменения свойств деформиру-
емого тела при том или ином внешнем воздействии.
А.с. 232571: Способ измерения спорных реакций машин и
станков в эксплуатационных условиях,отличающийся тем,
что,с целью определения реакций в спорах с резиновым
упругим элементом, измеряют величину деформации свобод-
ной поверхности резинового упругого элемента, по кото-
рой судят о величине опорной реакции.
2.1.1. С в я з ь э л е к т р о п р о в о д н о с т и
с д е ф о р м а ц и е й.
В 1975 году зарегистрировано открытие: обнаружена зави-
симость пластической деформации металла от его проводимости.
При переходе в сверхпроводящее состояние повышается пластич-
ность металла. Обратный переход понижает пластичность.
Напомним, что макроскопическая пластическая деформация
осуществляется перемещением большого количества дислокаций,
способность же кристалла оказывать сопротивление пластической
деформации определяется их подвижностью.
Эффект наблюдался на многих сверхпроводниках при раз-
личных способах механических испытаний. В экспериментах было
обнаружено значительное повышение пластичности металла /ра-
зупрочнение/ при переходе его в сверхпроводящее состояние.
Величина эффекта в некоторых случаях достигла нескольких де-
сятков процентов.Детальное изучение явления разупрочнения
привело к выводу,что "виновником" его следует считать измене-
ние при сверхпроводящем переходе тормозящего воздействия
электронов проводимости на дислокации. Силы "трения" отдель-
ной дислокации об электроны в несверхпроводящем металле резко
уменьшаются при сверхпроводящем переходе.Таким образом, обна-
ружена прямая связь механической характеристики металлаего
пластичности с чисто электронной характеристикой-проводи-
мостью.
Главный вывод-электроны металлов тормозят дислокации
в с е г д а.Сверхпроводящий переход помог выявить роль элект-
ронов и позволил оценить электронную силу торможения. Но пе-
реход в сврхпроводящее состояние- не единственная возможность
влиять на электроны. Этому служит магнитное поле, давление и
т.д. Ясно, что такие воздействия должны изменять и пластич-
ность металла, особенно, когда электроны- главная причина
торможения дислокаций.
Магнитное поле в сочетании с низкой температурой спо-
собны изменять буквально все свойства вещества: теплоемкость,
теплопроводность,упругость,прочность и даже цвет. Появляются
новые электрические свойства. Превращения происходят практи-
чески мгновенно- за 10 в11-ой и 10 в12-ой сек.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29
роскопы широко применяются в технике: они являются одним из
основных элементов современных систем управления судами, само-
летами, планетоходами, космическими кораблями.
А.с. 474 444: Локомотив с электропередачей, содержащий
аккумулятор энергии ввиде вращающегося маховика, связанный с
преобразователем энергии, представляющий собой обратимую
электрическую машину, отличающийся тем, что с целью устранения
сил гироскопического эффекта маховика на устойчивость локомо-
тива, маховик с преобразователем энергии смонтированы в обо-
лочке и помещены в гироскопический механизм с двумя степенями
свободы.
Измеряя процессию гироскопа, можно определить величину
внешних сил, воздейставующих на гироскоп.
А.с. 487 336: Устройство для определения силы трения, со-
держащее корпус, карданный подвес, ротор с приводом, установ-
ленные в карданном подвесе, держатели образца и контрообразца,
нагружающий механизм, взаимодействующий с держателем контроб-
разца, датчик угловой скорости процессии, связанный с рамками
карданного повеса, отличающийся тем, что с целью определения
силы трения при высоких, порядка сотен м/с скоростях вращения,
держатель образца установлен на роторе, нагружающий механизм с
держателем контробразца установлены на внутренней рамке кар-
данного подвеса, а датчик угловой скорости процессии связан с
внешней рамкой процессии.
Посколько при вращательном движении само тело остается на
одном месте, а только участки тела совершают круговые движе-
ния, то во вращающемся теле можно аккумулировать кинетическую
энергию, которую затем можно преобразовывать в кинетическую
энергию поступательного движения. На этом принципе работают
инерционные аккумуляторы, используемые, например, в гиробусах.
А.с. 518 302: Машины для инерционной сварки, трением, со-
держащая привод вращения и шпиндель с массой для накопления
энергии, отличающийся тем, что с целью уменьшения энергоемкос-
ти процесса, масса для накопления энергии выполнена ввиде
инерционного пульсатора.
А.с. 518 381: Привод кузнечно-прессовой машины, содержа-
щий электродвигатель и насос, соединенный трубопроводом через
распределительную систему с аккумулятором и рабочим цилиндром
машины, отличающийся тем, что с целью повышения КПД он снабжен
дополнительным аккумулятором энергии - маховиком, установлен-
ным в кинематической цепи, связывающей электродвигатель с на-
сосом.
Силы инерции проявляются при изменении скорости движуще-
гося тела или при появлении центростремительной силы; в этих
случаях всегда появляется реальная сила, которую можно исполь-
зовать в различных процессах и при этом совершенно "бесплат-
но".
1.2. Гравитация.
Кроме того, масса является мерой инертности тела, любая
масса является источником гравитационного поля. Через гравита-
ционные поля осуществляется взаимодействие масс. Гравитацион-
ные силы самые слабые из всех сил, известных науке; тем не ме-
нее, при наличии больших масс (например, Земля) эти силы во
многом предопределяют поведение физических систем. Количест-
венно гравитационные взаимодействия описываются законом все-
мирного тяготения. Сила тяготения пропорциональна массе. Такая
пропорциональность приводит к тому, что ускорение, приобретае-
мое в данной точке гравитационного поля различными телами, для
всех тел одинаково (конечно, если на эти тела не действуют ни-
какие другие силы - сопротивление воздуха и т.д.). Если расс-
матривать движение тел под действием силы тяжести Земли, то
это движение будет равноускоренным - ускорение будет постоянно
по величине и по направлению. Все отклонения от постоянства
ускорения имеют те или иные конкретные причины - вращение Зем-
ли, ее несферичность, несимметричное распределение масс внутри
Земли, сопротивление воздуха или иной среды, наличие электри-
ческих или магнитных полей и т.д. Постоянство ускорения - это
возможность измерять массы посредством измерения веса, это ча-
сы, датчики времени,- это бесплатные силы гравитации - точно
калиброванные.
Патент США 3 552 283: Устройство отмечающее положение
плоскости Земли при помощи устройства, отмечающего поожение
плоскости Земли, образуется изображение на экспонируемой фо-
тографической пленке, позволяющее определить на проявленном
негативе или на позитивном отпечатке положение плоскости Земли
независимо от положения камеры во время киносьемки. Устройство
содержит прозрачное тело с грузиком, смещаюшимся под действием
силы тяжести в самый нижний угол этого тела. Прозрачное тело
может располагаться внутри корпуса камеры или внутри кассеты
для роликовой пленки, причем единственным требованием к проз-
рачному телу является то, чтобы оно находилось на пути свето-
вых лучей, идущих от фотографируемого обьекта на пленку, уста-
новленную в камере. На краю кадра проявленного негатива или
позитивной пленки образуется метка ввиде стрелки, направленной
в сторону плоскости Земли. Метка ввиде стрелки может использо-
ваться для правильной ориентации пленки или диапозитива.
А.с. 189 597: Устройство для установления заданных проме-
жутков времени, отличающееся тем, что с целью повышения точ-
ности измерения при записи сейсмограмм, оно выполнено ввиде
стержня, с расположенным на нем грузом, замыкающим во время
свободного падения контакты, соединенные с электродетонатора-
ми.
1.3. Трение.
Трение представляет собой силу, возникающую при относи-
тельном перемещении двух соприкасающихся тел в плоскости их
касания. Ввиду зависимости сил трения от многих, порой очень
трудно учитываемых факторов, предпочитают пользоваться феноме-
нологической теорией трения, описывающей в основном факты, а
не их обьяснения.
Различают трения качения и трения скольжения. Феноменологи-
ческая теория трения базируется, в основном на представлении о
том, что касание твердых тел имеет место лишь в отдельных пят-
нах, на которых действуют силы диффузии, химической связи, ад-
гезии и т.п.; при скольжении каждое пятно касания (так называ-
емая фрикционная связь) существует ограниченное время. Сумма
всех сил, действующих на пятна касания, усредненая по времени
и по поверхности носит название силы трения. Продолжительность
существования фрикционной связи определяет такие важные вели-
чины, как износостойкость, температуру пограничного слоя, ра-
боту по преодолению сил трения. Характерно,что при трении наб-
людаются значительные деформации пограничного слоя,
сопровождающиеся структурными превращениями, избирательной
диффузией: учет всех этих процессов затруднен из-за сильной
зависимости от температуры. Температура на пятнах касания воз-
растает очень быстро и может достигать несколько сот градусов.
Обычно трение качения, при котором основная работа затрачи-
вается на передеформирование материала при формировании валика
перед катящимся телом, много меньше трения скольжения. Но как
только скорость качения достигает скорости распространения де-
формаций, трение качения резко возрастает; поэтому при больших
скоростях качения лучше использовать трение скольжения.
Трение покоя больше трения движения, и этот факт снижает
чувствительность точных приборов. Заменить трение покоя трени-
ем движения - это значить уменьшить силу трения и как-то ста-
билизировать ее. Задачу можно решить, заставив трущиеся эле-
менты совершать колебания.
В патенте США 3 239 283: задача решается выполнением втулки
подшипника из пьезоэлектрического материала и покрытием ее
электропроводящей фольгой. Пропуская переменный ток, под дейс-
твием которого пьезоэлектрик вибрирует, ликвидируют трение по-
коя.
1.3.1. Явление аномального низкого трения. Установлено, что
при достаточно сильном облучении одной из трущихся поверхнос-
тей ускоренными частицами (например, атомами гелия) коэффици-
ент трения падает в десятки и даже сотни раз, достигая сотых и
тысячных долей единицы (открытие-121). Для возникновения эф-
фекта сверхнизкого трения необходимо, чтобы процесс трения
осуществлялся в вакууме. Переход в состояние сверхнизкого тре-
ния может осуществляться далеко не всеми телами. Этой способ-
ностью обладают вещества со слоистой кристаллической структу-
рой. Исследования показали, что очень тонкий поверхностный
слой вещества при совместном действии трения и облучения испы-
тывает сильную ориентацию, благодаря чему его структурные эле-
менты располагаются параллельно плоскости контакта, за счет
чего сильно уменьшается способность вещества образовывать
сильные адгезионные связи. Роль облучения сводится к очень ин-
тенсивной очистке поверхности контакта от премисей и от моле-
кул воды, препяствующих ориентации. К тому же водная пленка
сама является источником довольно сильных адгезионных связей.
Явление аномально низкого трения можно использовать к примеру
в подшипниках:
А.с. 290 131: Подшипник скольжения, содержащий корпус, в
котором смонтирован вал посредством сегментов с металлической
рабочей поверхностью, расположенных равномерно по окружности,
отличающееся тем, что с целью уменьшения коэффициента трения
при работе в вакууме, он снабжен источником быстрых и нейт-
ральных молекул газа, например, инертного, встроенного в кор-
пус между сегментами и направляющим поток молекул на рабочую
поверхность вала, покрытую полимером, например, полиэтиленом.
1.3.2. Эффект безызиосности.
Всегда и везде ранее принималось, что трение и износ два
неразрывно связанных явления. Однако в результате открытия (нр
-41) Крагельского И.В. и Гаркунова Д.Н. удалось разьединить
это, хотя и традиционное, но невыгодное содружество. В их под-
шипнике трение осталось - износ исчез; за это исчезновение от-
ветственен процесс атомарного переноса. Самый опасный вид из-
носа - схватывание. В соответствии с принципом "обратить вред
в пользу" - схватывание входит как составная часть в атомарный
перенос; далее оно компенсируется противоположным процессом.
Рассмотрим пару сталь - бронза с глицериновой смазкой. Глице-
рин, протравливая поверхность бронзы способствует покрытию ее
рыхлым слоем чистой меди, атомы которой легко переносятся на
стальную поверхность. Далее устанавливается динамическое рав-
новесие - атомы меди летают туда и обратно, и износа практи-
чески нет, ибо медный порошок прочно удерживает глицерин, ко-
торый в свою очередь, защищает медь от кислорода. В авиации
уже испытаны бронзовые амартизационные буксы в стальной стойке
шасси самолета.
1.3.3. Эффект Джонсона-Рабека.
Если нагревать пару соприкасающихся трущихся поверхностей -
полупроводник и металл, то сила трения между этими поверхнос-
тями будет увеличиваться. Этот эффект используется в тормозах
и муфтах крутящего момента.
Патент США 3 343 635: Тормоз представляющий собой вал, пок-
рытый полупроводниковым материалом, охваченный металлической
лентой. Тормозной момент зависит от температуры полупроводни-
кового слоя и регулируется путем пропускания электрического
тока через вал и охватывающую его ленту.
Патент Англии 1 118 627: Устройство для передачи вращения
между двумя валами, состоящая из двух соприкасающихся дисков,
один из которых выполнен из полупроводникового материала, а
второй - металлический. Регулирование передаваемого момента
происходит при нагреве соприкасающихся упомянутых материалов
путем пропускания электрического тока между ними.
Интересное использование трения:
А.с. 350 577: Способ получения отливок, заключающийся в
пропускании расплавленного металла через каналы, выполненные в
теле оправки, отличающееся тем, что с целью совмещения процес-
са плавки и заливки металла, оправку поднимают к металлической
заготовке и вращают, расплавляя заготовку теплом, выделяющимся
в процессе трения.
Л И Т Е Р А Т У Р А
К 1.2. Я.Н.Ройтенберг, Гироскопы, М., "Наука", 1975
В.А.Павлов, Гироскопический эффект, его проявление и
использование, Л., "Судостроение", 1972
Н.В.Гулия, Возрожденная энергия, "Наука и жизнь", 1975,
нр-7.
К 1.3. А.А.Силин, Трение и его роль в развитии техники,
М., "Наука", 1976.
И.В.Крагельский, Трение и износ, М., "машиностроение",1968
Д.Н.Гаркунов, Избирательный перенос в узлах трения,
М., "Транспорт", 1969.
2. Д Е Ф О Р М А Ц И Я .
-----------------------
2.1. Общая характеристика.
В самом общем случае под деформацией понимается такое
изменение положение точек тела, при котром меняется взаимные
расстояния между ними. Причинами деформаций, сопровождающихся
изменениями формы и размеров сплошного тела, могут служить
механические силы, электрические, магнитные, гравитационные
поля, изменения температуры, фазовые переходы и т.д.
В теории деформации твердых тел рассматриваются многие
типы деформаций-сдвига, кручения и т.д. Формальное описание
их можно отыскать в любом курсе сопромата.
Если деформация исчезает после снятия нагрузки, то она
называется упругой, в противном случае имеет место пластичес-
кая деформация. Для упругих деформаций справедлив закон Гука,
согласно которому деформация пропорциональна механическому
напряжению.Если рассматривать деформации на атомарном уровне
то упругая деформация характеризуется,прежде всего практичес-
ки одинаковым изменением растояния между всеми атомами крис-
тала; при пластических деформациях возникают дислокации-ли-
нейные дефекты кристалической решотки.
Величина деформации любого вида определяется свойствами
деформируемого тела и величиной внешнего воздействия; следо-
вательно,имея данные о деформации, можно судить либо о свойс-
твах тела,либо о воздействиях; в некоторых случаяхи о том и о
другом, а в некоторых- о степени изменения свойств деформиру-
емого тела при том или ином внешнем воздействии.
А.с. 232571: Способ измерения спорных реакций машин и
станков в эксплуатационных условиях,отличающийся тем,
что,с целью определения реакций в спорах с резиновым
упругим элементом, измеряют величину деформации свобод-
ной поверхности резинового упругого элемента, по кото-
рой судят о величине опорной реакции.
2.1.1. С в я з ь э л е к т р о п р о в о д н о с т и
с д е ф о р м а ц и е й.
В 1975 году зарегистрировано открытие: обнаружена зави-
симость пластической деформации металла от его проводимости.
При переходе в сверхпроводящее состояние повышается пластич-
ность металла. Обратный переход понижает пластичность.
Напомним, что макроскопическая пластическая деформация
осуществляется перемещением большого количества дислокаций,
способность же кристалла оказывать сопротивление пластической
деформации определяется их подвижностью.
Эффект наблюдался на многих сверхпроводниках при раз-
личных способах механических испытаний. В экспериментах было
обнаружено значительное повышение пластичности металла /ра-
зупрочнение/ при переходе его в сверхпроводящее состояние.
Величина эффекта в некоторых случаях достигла нескольких де-
сятков процентов.Детальное изучение явления разупрочнения
привело к выводу,что "виновником" его следует считать измене-
ние при сверхпроводящем переходе тормозящего воздействия
электронов проводимости на дислокации. Силы "трения" отдель-
ной дислокации об электроны в несверхпроводящем металле резко
уменьшаются при сверхпроводящем переходе.Таким образом, обна-
ружена прямая связь механической характеристики металлаего
пластичности с чисто электронной характеристикой-проводи-
мостью.
Главный вывод-электроны металлов тормозят дислокации
в с е г д а.Сверхпроводящий переход помог выявить роль элект-
ронов и позволил оценить электронную силу торможения. Но пе-
реход в сврхпроводящее состояние- не единственная возможность
влиять на электроны. Этому служит магнитное поле, давление и
т.д. Ясно, что такие воздействия должны изменять и пластич-
ность металла, особенно, когда электроны- главная причина
торможения дислокаций.
Магнитное поле в сочетании с низкой температурой спо-
собны изменять буквально все свойства вещества: теплоемкость,
теплопроводность,упругость,прочность и даже цвет. Появляются
новые электрические свойства. Превращения происходят практи-
чески мгновенно- за 10 в11-ой и 10 в12-ой сек.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29