Описание процессов трибосистем и разработка износостойких материалов с использованием неравновесной термодинамики и теории самоорганизации
https://doi.org/10.21780/2223-9731-2016-75-5-271-277
Аннотация
Работа посвящена практическому применению неравновесной термодинамики и теории самоорганизации в трибологии с получением конкретных результатов, особенно при разработке новых износостойких материалов. Интенсивность изнашивания снижается с уменьшением производства энтропии. Для снижения интенсивности изнашивания нужно инициировать и интенсифицировать процессы с отрицательным производством энтропии. Такие процессы устойчиво протекают после самоорганизации и образования диссипативных структур. Рассмотрены возможности сдвига самоорганизации в более мягкие условия трения. Приведены примеры практического применения этих положений для снижения интенсивности изнашивания. К таким процессам относится соответствующий подбор состава трущихся тел, который позволяет повысить вероятность процесса самоорганизации.
Об авторах
И. С. Гершман
Акционерное общество «Научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта» (АО «ВНИИЖТ»)
Россия
Россия
П. Ю. Перетягин
Московский государственный технологический университет «СТАНКИН» (МГТУ «СТАНКИН»)
Россия
Россия
А. Е. Миронов
Акционерное общество «Научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта» (АО «ВНИИЖТ»)
Россия
Россия
Е. И. Гершман
Акционерное общество «Научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта» (АО «ВНИИЖТ»)
Россия
Россия
Список литературы
1. Juan Ruben Gomez-Solano, Christoph July, Jakob Mehl and Clemens Bechinger «Non-equilibrium work distribution for interacting colloidal particles under friction» New J. Phys. 17 (2015) 045026. р. 1 - 13 (URL: https://arxiv.org/abs/1501.02568).
2. M. D. Bryant, M. M. Khonsari, F. F. Ling «On the thermodynamics of degradation» Proc. R. Soc. A (2008) 464, 2001 - 2014 (URL: http://rspa.royalsocietypublishing.org/content/464/2096/2001).
3. M. Amiri and Michael M. Khonsari «On the Thermodynamics of Friction and Wear-A Review» Entropy 2010, 12, 1021 - 1049 (URL: http://www.mdpi.com/1099 - 4300/12/5/1021).
4. M. Banjac, A. Vencl, S. Otović «Friction and Wear Processes - Thermodynamic Approach» Tribology in Industry Vol. 36, No. 4 (2014) 341 - 347 (URL: http://oaji.net/journal-archive-stats.html?number=664).
5. H. A. Abdel-Aal: «Thermodynamic modeling of wear», in: Q. J. Wang, Y.-W. Chung (Eds.) Encyclopedia of Tribology, Springer, New York, 2013, pp. 3622 - 3636 (https://www.researchgate.net/publication/258048885_Thermodynamics_of_Wear).
6. M. D. Bryant: Entropy and dissipative processes of friction and wear, FME Transactions, Vol. 37, No. 2, pp. 55 - 60, 2009.
7. Nosonovsky, M. Entropy in tribology: In the search for applications. Entropy, 2010, No. 12, pp. 1345 - 1390.
8. M. Nosonovsky, V. Mortazavi «Friction-Induced Vibrations and Self-Organization: Mechanics and Non-Equilibrium Thermodynamics of Sliding Contact» CRC Press. 2013. 333 p. ((URL: https://scholar.google.com/citations?user=sxvxBRIAAAAJ&hl=ru).
9. Гершман И. С., Буше Н. А. Самоорганизация структур в трущихся телах: тезисы докладов Всесоюз. науч.-техн. конф. «Проблемы синергетики». Уфа, 1989. С. 86 - 87.
10. Гершман И. С., Буше Н. А. Реализация диссипативной самоорганизации поверхностей трения в трибосистемах// Трение и износ. 1995. Т. 16. № 1. С. 61 - 70.
11. Иванова В. С., Буше Н. А., Гершман И. С. Структурная приспосабливаемость при трении как процесс самоорганизации// Трение и износ. 1997. Т. 18. № 1. С. 74 - 79.
12. Gershman J. S., N. A. Bushe N. A. Thin films and self-organization during friction under the current collection conditions. Surface & Coating Technology. 186 (2004), 405 - 411 (URL: http://www.sciencedirect.com/science/journal/02578972/186).
13. Гершман И. С., Буше Н. А. Неустойчивость трибосистемы с токосъемом в процессе самоорганизации // Трение и износ. 1999. Т. 20. № 6. С. 623 - 629.
14. Гершман И. С., Буше Н. А., Берент В. Я. Термодинамические аспекты контактного взаимодействия сильноточных скользящих контактов. - В кн.: Теоретические и прикладные вопросы контактного взаимодействия. Калинин: Изд-во Калининского государственного университета, 1987. С. 54 - 63.
15. Гершман И. С., Буше Н. А., Берент В. Я. Термодинамические аспекты существования устойчивых вторичных структур на поверхностях сильноточных скользящих контактов// Трение и износ. 1989. Т. 10. № 2. С. 225 - 232.
16. J. S. Gershman, N. A. Bushe, A. E. Mironov «Self-Organizing at Friction and Development of Wearproof Materials» Proceedings of WTC 2005 World Tribology Congress III. September 12 - 16 2005 Washington D. C. USA, WTC 2005 - 63889, pp. 137 - 138.
17. Самоорганизация вторичных структур при трении / И. С. Гершман [и др.] // Трение и износ. 2003. Т. 24. № 3. С. 329 - 334.
18. N. A. Bushe, J. S. Gershman, A. E. Mironov «Processes of Self-Organizing of Tribosystem at Friction with Current Collection and without Current Collection» Abstracts of Papers from 2nd World Tribology Congress. Sept. 03 - 07 Vienna 2001. pp. 68 - 76.
19. I. S. Gershman, N. A. Bushe «Elements of Thermodynamics and Self-Organization during Friction». «Self-Organization During Friction. Advanced Surface Engineered Materials and Systems Designed» Taylor & Francis Group. Boca Raton. London New York. 2006. Ch. 2. pp. 13 - 58.
20. I. S. Gershman, N. A. Bushe «Compatibility of Tribosystem». «Self-Organization During Friction. Advanced Surface Engineered Materials and Systems Designed» Taylor & Francis Group. Boca Raton. London New York. 2006. Ch. 3. pp. 59 - 80.
21. I. S. Gershmana, and E. I. Gershman «Catalytic Effect during Friction» Journal of Friction and Wear, 2011, Vol. 32, No. 6, pp. 431 - 436. Allerton Press, Inc., 2011.
22. Bershadsky, L. I. On self-organizing and concept of tribosystem self-organizing. J. Frict. Wear 1992, 13, pp. 101 - 114.
23. Бершадский Л. И. Структурная термодинамика трибосистем. Киев: Об-во «Знание» УССР, 1990. 29 с.
24. Бершадский Л. И. Информационная модель необратимых процессов // ДАН УССР. 1978. № 5. С. 416 - 419.
25. Костецкий Б. И., Носовский М. Г., Бершадский Л. И. Поверхностная прочность материалов при трении. Киев: Техника, 1976. 26 с.
26. B. E. Klamecki «An entropy-based model of plastic deformation energy dissipation in sliding» «Wear» v.96, № 3, 1984, рр. 319 - 329.
27. B. E. Klamecki «Еnergy dissipation in sliding» «Wear» v.77, № 3, 1982, рр. 115 - 128.
28. B. E. Klamecki «Wear - entropy production model» «Wear» v.58, № 2, 1980, рр. 325…330.
29. B. E. Klamecki «A thermodynamic model of friction» «Wear» v.63, № 1, 1980, рр. 113 - 120.
30. P. Glansdorff and I. Prigogine, Thermodynamic Theory of Structure, Stability and Fluctuations ~Wiley, London, 1971. 306 p. (URL: http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/bbpc.19720760520/abstract).
31. G. S. Fox-Rabinovich, I. S. Gershman, K. Yamamoto, A. Biсsa, S. C. Veldhuis, B. D. Beake, A. I. Kovalev «Self-Organization During Friction in Complex Surface Engineered Tribosystems» Entropy 2010, 12, p. 275 - 288.
32. Хайнике Г. Трибохимия. М.: Мир, 1987. 584 с.
33. Фиалков А. С. Углеграфитовые материалы. М.: Энергия, 1979. 320 с.
34. A. E. Mironov, I. S. Gershman, A. V. Ovechkin, and E. I. Gershman. The Interrelation of the Run-In Ability of Bronzes and Aluminum Based Antifriction Alloys with Their Mechanical Properties and Degree of Alloying, Journal of Friction and Wear, 2016, Vol. 37, No. 1, pp. 23 - 26.
35. Iosif S. Gershman, Alexander E. Mironov, Eugeniy I. Gershman, S. Fox-Rabinovich and Stephen C. Veldhuis. Self-Organization during Friction of Slide Bearing Antifriction Materials. Entropy 2015, 17, pp. 7967 - 7978.
Рецензия
Для цитирования:
Гершман И.С., Перетягин П.Ю., Миронов А.Е., Гершман Е.И. Описание процессов трибосистем и разработка износостойких материалов с использованием неравновесной термодинамики и теории самоорганизации. Вестник Научно-исследовательского института железнодорожного транспорта (ВЕСТНИК ВНИИЖТ). 2016;75(5):271-277. https://doi.org/10.21780/2223-9731-2016-75-5-271-277
For citation:
Gershman I.S., Peretyagin P.Y., Mironov A.E., Gershman E.I. Description of tribosystem processes and development of wear-resistant materials using non-equilibrium thermodynamics and the theory of self-organization. RUSSIAN RAILWAY SCIENCE JOURNAL. 2016;75(5):271-277. (In Russ.) https://doi.org/10.21780/2223-9731-2016-75-5-271-277
Просмотров: 519
.jpg)
.jpg)
Послать статью по эл. почте 