автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.01, диссертация на тему:Моделирование нелинейных процессов в паре сухого трения АКМ-контртело

МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Московская Государственная Академия Приборостроения и Информатики

На правах рукописи

Игнатова Евгения Владимировна

Моделирование нелинейных процессов в паре сухого трения АКМ-контртело

05.02.01 - "Материаловедение"

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

г. Москва 2003г.

Работа выполнена в Московской Государственной Академии Приборостроении и Информатики

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор

Семенов Б.И., МГТУ им. Н.Э. Баумана

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор

Чернышева Т.А., ИМЕТ РАН,

доктор технических наук, профессор Браун Э.Д., ИМАШ РАН

Ведущее предприятие - ФГУП ВИАМ1

Защита состоится "/3" 20#3 года в "час. мин.

на заседании диссертационного совета Московской Государственной Академии Приборостроения и Информатики

Адрес академии: 107846, г. Москва, ул. Стромынка, д.20, МГАПИ

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке МГАПИ

Отзыв в двух экземплярах, заверенный печатью, просим направлять по указанному адресу ученому секретарю совета.

Автореферат разослан « 3 » 20 ^3*года

Ученый секретарь диссертационного совета к.т.н., профессор

Н.И. Касаткин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы.

Технический прогресс неумолимо ведет к ужесточению режимов работы машин и механизмов и одновременно к наиболее рациональному и эффективному использованию триботехнологий в машиностроении. Особого внимания требуют конструкции (муфты, тормоза и др.), работающие в режиме трения без смазочного материала (сухого трения) и технологии, использующие сухое трение (сварка трением). В связи с этим исключительно актуальной становится проблема управления трением и изнашиванием в системах, целенаправленно конструируемых для работы в условиях интенсивного изнашивания.

Работа посвящена изучению износа нового для отечественного машиностроения конструкционного материала — композиционного материала с металлической матрицей на основе алюминия, армированного керамическими частицами БЮ (АКМ). Этот класс материалов признан перспективным для применения как в различных триботехнических устройствах, так и в общемашиностроительных конструкциях. Однако динамика явлений, протекающих в поверхностном слое АКМ в трибосопряжениях, изучена недостаточно, а исследования, направленные на изучение процессов сварки трением композитов друг с другом и с материалами друг их классов, практически не публикуются.

Целью данной работы является моделирование процессов в парах сухого трения АКМ-контртело, направленное на управление износом, в частности на минимизацию образования продуктов износа в тормозной системе (при замене серого чугуна на АКМ в тормозном диске автомобиля) и на оптимизацию количества продуктов износа пары для целенаправленного их увеличения и последующего вовлечения в формирование сварного шва из однородных и разнородных материалов (например, А1-сплав - АКМ) без расплавления основы и участия присадочных материалов.

Научная новизна.

Научная новизна полученных результатов работы заключается в разработке оригинальной методики определения границ управляемости процессов, ответственных за износ АКМ и контртела в трибоконтакте, опирающейся на моделирование динамической самоорганизации «третьего тела» как процесса Ферхюльста. В рамках этой методики предложен и на основе экспериментальных данных определен управляющий параметр процессов (параметр роста активной среды); описан алгоритм построения бифуркационной диаграммы неравновесных фазовых переходов, сопровождающих самоорганизацию «третьего тела», определены границы областей допустимых внешних воздействий, в которых обеспечиваются благоприятные условия для достижения поставленных целей (работа без схватывания - в тормозных системах, получение качественного неразъемного соединения - в процессах сварки трением).

Практическая ценность.

Установлены критерии, которые позволяют более обоснованно и с общих физических позиций производить выбор условий длительной эксплуатации пар сухого трения (пригодность для тормозных систем), и условий быстрого крупномасштабного переупорядочения структуры (пригодность для сварки трением).

Достоверность.

Достоверность научных положений и выводов обоснована проведенными исследованиями, устанавливающими количественные зависимости между параметрами исследуемых процессов и строящимися моделями; результаты металлографических исследований и их статистическая обработка получены с помощью современной аппаратуры и компьютерных методов количественного анализа структур материалов.

Апробация результатов работы.

Отдельные разделы диссертации докладывались и обсуждались,, на 5 научно-технических конференциях.

Объем и структура работы.

Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы из 79 наименований. Основной материал изложен на 138 страницах, содержит 70 рисунков и 9 таблиц.

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 9 работ.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность выбранной темы исследования с практической точки зрения, изложенная в виде краткой аннотации предпосылок к проведению работы; обсуждается научная и практическая ценность выбора направления работы.

В первой главе представлен обзор литературы по проблемам использования некоторых триботехнологий (тормозные системы, сварка трением) и существующим моделям трибоконтакта.

Проанализированы недостатки наиболее часто применяемых методов неразъемного соединения (сварка плавлением, метод диффузионной сварки, механическая блокировка или механическое сцепление) алюмоматричных композитов (АКМ). Обосновано использование сварки трением, как перспективного метода получения качественных неразъемных соединений трудносвариваемых материалов и композитов. Рассмотрены различные реализации метода сварки трением, достоинства и недостатки этих методов.

С позиций современных представлений об истирании АКМ рассмотрен ряд моделей, используемых для описания трибоконтакта. Показано определяющее влияние температуры на взаимодействия во фрикционном контакте и на последствия этих взаимодействий, приводящих к разрушению или износу (образование перемешанного слоя или "третьего тела" в парах сухого трения), где один из элементов сопряжения изготовлен из металломатричного композита.

В результате анализа литературных данных сделано заключение, что решение задачи управления изнашиваемостью пары может быть построено на основе современных представлений физической теории самоорганизации в неживой природе. Использование синергетического подхода позволяет в большей степени приблизиться к пониманию и количественному описанию динамики структурных превращений, сопровождающих протекание процесса сухого трения.

Исходя их вышесказанного были сформулированы следующие задачи диссертационной работы:

- изучить этапы перестройки структуры АКМ во фрикционном контакте и определить условия, которые приводят к необратимым изменениям структуры материала в зоне трибоконтакта;

- на основе исследованной эволюции структуры в зоне контакта разработать модель активной среды;

- установить параметры состояния системы, в которых среда достигает критических точек и происходят принципиальные изменения в динамике активной среды, т.е. разработать методику определения точек бифуркации трибоконтакта;

- используя синергетические принципы определить основные требования и дать рекомендации по конструкции инструмента, осуществляющего управление процессом изнашивания и, в случае необходимости, монолитизации продуктов износа контактирующих материалов;

- проверить предложенные рекомендации при сварке трением разнородных конструкционных материалов.

Во второй главе описываются материалы, методы испытаний и методики исследований, представлена интерпретация экспериментальных данных металлографических исследований.

Исследования выполнены на металломатричном композиционном материале на основе алюминия, упрочненного керамическими частицами вЮ

(AJI30+22%SiC). В качестве контртела были использованы фрикционные композиционные материалы на полимерной основе производства НИИАТИ (Ярославль), обычно используемые для работы в паре с серым чугуном.

Структурные изменения в поверхностных слоях исследовались при двух вариантах нагружения, создающих различные тепловые условия в трибоконтакте: стендовые испытания по схеме «диск-колодка» и модельные испытания на малогабаритных образцах по схеме «кольцо-кольцо» на триботехническом комплексе УМТ-1.

Испытания по схеме «кольцо-кольцо» проводились при следующих ншрузках и частотах вращения подвижного образца: пара АКМ-ТИИР403: Р=300, 450 Н; п=100, 200, 500, 1000, 1500, 2000 мин-1; пара АКМ-ФПМ233: Р=300, 340 Н; п=50, 100,200,300, 500, 700, 1000 мин1.

Исследования фазового состава поверхностных слоев проводились на микроскопе Neophot21, микроструктура фиксировалась с помощью цифровой фотокамеры Epson. При получении дополнительной информации о составе и особенностях распределения фаз в литом АКМ использовались: для определения химического состава фаз - микрорентгеноспектральный анализ, выполненный на установке «Camscan-Liiik»; для количественной статистической оценки размеров, формы и распределения отдельных фаз -структурный анализ изображения, выполненный с помощью компьютерной программы обсчета цифрового изображения «KSLite».

При исследовании поверхностного слоя тормозного диска из АКМ были обнаружены отклонения от исходной структуры (рис. 1) (искажения ячеистой структуры АКМ, «кластеры» частиц SiC, «третье тело»). Детальный анализ поверхностного слоя позволил сделать вывод, что перемешанный слой на поверхности АКМ формируется через ряд последовательных ступеней превращений кластеров SiC. Окончательная структура «третьего тела» и состояние поверхности диска являются результатом конкурентной борьбы различных динамических процессов турбулентного типа, самоорганизующихся на поверхности трения.

Рис. 1. Микроструктуры поверхностного слоя а) литой АКМ, характерная каркасная структура, х 500; б) структура кластера частиц ЭЮ; в) микроструктура "третьего тела".

В характерных областях была проведена количественная оценка изменений содержания и размера фазы и керамических частиц БЮ после стендовых трибоиспытаний тормозного диска. Для керамических частиц дополнительно было оценено изменение формы частиц.

Обнаружено, что размеры фазы Б! и частиц при переходе материала от ячеистой структуры к перемешанному слою уменьшаются. Форма частиц изменяется от осколочной х округлой. Количество фазы 81, визуально обнаруженной в кластере, меньше, чем в исходном материале. В «третьем теле» фазы 51 визуально не обнаружено.

На кольцевых образцах был проверен факт протекания неравновесных фазовых переходов в области состояний, соответствующих линии АВ (рис.2) (АВ - геометрическое место критических точек системы, в близи которых система выбирает удобный для нее путь развития). Для этого исследования образцы подвергали одноактному нагружению. Затем на шлифе АКМ проводился микрорентгеноспеюращ>аый анализ состава а-А1 твердого раствора по содержанию кремния на расстояний ~0,02 и 0,4 мм от поверхности трения после каждой ступени испытаний, а выбор мощности трения в каждом конкретном испытаний был определен исходя из условий достижения критических состояний.

Рис. 2. Определение пороговых значений £ и Т при однократном нагружении

пар АКМ-ТИИР403

Основные результаты исследования химического состава твердого раствора представлены в таблице 1. По полученным результатам был сделан вывод, что в критических точках может иметь место локальный неравновесный фазовый переход на расстоянии ~0,02мм от поверхности трения при объемной температуре много меньшей, чем температура плавления эвтектики.

Таблица 1

Концентрация А1 и Б! а -А1 фазы в приповерхностном слос АКМ

после трибоиспытания

Место измерения Номер образца

1 2 3 4 5

~ 0,4 мм от поверхности трения А1, «с% 97,6 97,4 97,6 97,7 96,9

в!, ЕИ;% 1,3 1,8 1,5 0,8 0,7

-0,02 мм от поверхности трения А1, «с% 91,1 80,8;97,6 97,6;97,4 85,3 95,5

£>!> кс% 7,9 18,7; 1,3 1,5; 1,8 10,8 3,3

Объемная максимальная температура 211°С 256°С 297°С 399°С 406°С

В третьей главе. Обосновывается выбор синергетического подхода и возможность использования критерия самоорганизации Климонтовича для

описания процессов, происходящих в зоне контакта. Излагаются некоторые основные понятия и представления синергетики. Представлено развитие взглядов на модель самоорганизующейся системы и предложена современная модель на основе динамики Ферхюльста, которая может быть использована для описания процессов, протекающих в зоне трибоконтакта.

Предложена физическая модель зарождения и эволюции самоорганизующихся структур в поверхностном слое АКМ (рис. 3), обоснована правомерность использования экспериментальных зависимостей мощности трения N(t) и объемной температуры T(t), регистрируемых в ходе испытаний, для определения параметра порядка, управляющего обратной связью в системе.

В четвертой главе. Проводится моделирование изнашивания как динамического процесса Ферхюльста. Описывается методика определения параметра роста и проводится построение бифуркационной диаграммы для пары АКМ-ТИИР403.

Для определения механизма обратной связи в паре АКМ-контртело проведены дополнительные исследования, которые показали, что при одинаковых значениях вектора управляющих воздействий {х} (нагрузка Р, скорость скольжения v и начальная температура Т) (рис. 4а) в парах АКМ-ТИИР403 и АКМ-ФПМ233 резко отличаются не только составляющие векторов выходных величин |к| (коэффициент трения f, интенсивность изнашивания J и фрикционная теплостойкость (/(7^)), но одновременно изменяется и механизм изнашивания АКМ (рис. 46), что отражается на микроструктуре (рис. 5) поверхностного слоя.

Причиной зафиксированных отличий в преобразовании структуры АКМ в зоне трибоконтакта может быть резкое снижение количества продуктов износа при трении. Поэтому, прежде чем перейти к моделированию изнашивания, был проведен анализ энергетических затрат на изнашивание с позиций физики процессов эволюции.

Р - статические частицы;

Р* - частицы потерявшие поддержку матрицы

О ° О

1 этап. Рождение короткоживущих фрактальных динамических структур

2 этап. Рост и умирание кластера активных частиц, потеря поддержки дендритной ячейки

х200 х250 х250

3 этап Формирование третьего тела в слое, "пробитом" кластерами активных частиц

АКМл—ТИИР403

4 этап. Формирование вихря и большие пластические деформации Рис. 3. Этапы зарождения и эволюция самоорганизующихся структур

с

Для оценки динамики изменения этой части энергетических затрат использована функция P(t), которая оценивалась по экспериментально регистрируемой мощности трения N(t) по формуле:

(о

N(t)

где N(t) - мощность трения в текущий момент времени, N(t„) - максимальная мощность трения.

Для пары АКМ-ТИИР403 были обнаружены экстремумы этой функции (рис.6), которые идентифицированы как моменты структурно-фазового перехода. Для пары АКМ-ФПМ233 такие ярко выраженные экстремумы не обнаруживаются, вплоть до момента разрушения (рис. 7).

При малой мощности трения и на начальных участках трения, когда t<to, функция P(t) всегда отрицательна; при t>t„ функция P(t) всегда положительна. Таким образом, выбор безразмерной функции P(t) позволяет формально разделить процесс на этапы и выделить состояния, когда возможны только процессы деградации (рост энтропии системы), и состояния, когда возможна самоорганизация, т.е. возможно возникновение кооперативного движения активной среды (неравновесный структурно-фазовый переход) и снижение энтропии системы.

Проведено моделирование состояния активной среды пары АКМ-ТИИР403 при переходе к самоорганизации и по экспериментальным данным определен параметр роста, управляющий динамикой процессов.

Предложена информационная модель, в соответствии с которой на стадии самоорганизации обратная связь осуществляется активными элементами (активные элементы либо вовлекаются в коллективное движение - положительная обратная связь, либо «умирают» -отрицательная обратная связь). В подобной ситуации физическим носителем информации и каналом связи является температурное поле активных частиц. Поэтому моделирование должно начинаться с установления управляющего параметра по экспериментальным данным.

• t, 1 2 3 4 J t|* 7 I 9 10 II U U 14 18

Рис. 6. Изменение функции P(t), описывающей переход к самоорганизации динамических структур у поверхности трения пары АКМ-ТИИР403.

по

» —J— —Г- —Г- б— ярем

п=300 мин1; Р=340 Н t* = tn

Рис. 7. Изменение функции P(t), описывающей самоорганизацию динамических структур у поверхности трения пары АКМ-ФПМ233.

В соответствии с принципом синергетики выявлен параметр, который является преобладающим. Поиск управляющего параметра осуществлялся на основе идеи 8-теоремы Юшмонтовича Ю.Л., по которой различные энергетические состояния динамической системы взаимосвязаны (рис. 8). Поэтому фактором, наиболее активно влияющим на потерю поддержки частиц, была названа температура фрикционного разогрева.

При моделировании динамического процесса использовалось уравнение динамики Ферхюльста в виде:

где безразмерная температура Т является мерой количества активных частиц.

Процесс, описываемый этим уравнением, состоит из двух принципиально огличных участков (рис. 9): участка экспоненциального роста и участка переменного прироста популяции активных частиц (температура).

Параметр роста г этого процесса должен быть привязан к стационарным состояниям трибосистемы и должен отразить в себе темп прироста Я безразмерной объемной температуры на участке ОА, превышение к максимальной температуры динамического (¡+к) процесса над максимальной температурой равновесного (/) процесса (к=Т(М) ^/Т-, „мх) и изменение пороговой мощности и трения при развитии эволюционного процесса и смене стадии деградации на стадию самоорганизации. Поэтому для определения параметра роста г было предложено следующее уравнение:

По результатам определения параметра роста была смоделирована температура активной среды (рис. 9) и построена бифуркационная диаграмма неравновесных фазовых переходов (рис. 10). Таким образом, для пары АКМ-ТИИР403 установлены области самоподобия (аттракторы процессов), которые могут быть использованы как информация о границах управляемости системы.

(2)

г - Як4й,

(3)

Рис. 8. Схема алгоритма использования экспериментальных данных для определения управляющего параметра

г=0,79

• - объемная температура

(эксперимент)

♦ - температура активной

среды (модель)

г=2,444

• - объемная температура

(эксперимент)

♦ - температура активной

среды (модель)

Рис. 9. Моделирование температуры активной среды с помощью уравнения

Ферхюльста

п=200 мин ;Р=300Н

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Время, мин

в=5в0 мин ; Р=300 Н

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Время, мня

I

«

s

Рис. 11. Соединение пары АКМ (АЛ4+13В0С% Я1С) - АМгб, полученное торцевой сваркой трением

Инициируемая трением сварка с использованием специального инструмента в большей степени связана с выбором контртела и определением положения критических точек всех материалов, формирующих трибоконтакт, что позволяет осуществлять сварку при максимально низких температурах. В разделе показано, что процесс механотермического фрикционного формирования стыка, где в технологической схеме основная роль отводится механическому фактору (использование инструмента), может быть успешно применен для получения качественного неразъемного соединения таких разнородных материалов, как АКМ - сплав 1960 (рис. 12). Структура и фазовый состав такого сварного шва представлены в таблице 2. Точки 1-8 расположены на линии сканирования: точки 1 и 8 - это области недеформированного материала (сплав 1960 и АКМ соответственно); точка 2 расположена в сплаве 1960 на расстоянии 25 мкм от границы сварного шва; точки 3 и 4 принадлежат краю сварного шва со стороны сплава 1960, где четко видны перемешиваемые струи материалов; точки 5 и 6 принадлежат центру шва и распложены на расстоянии 100 мкм друг от друга; точка 7

выбрана на краю шва со стороны АКМ, в этой области наблюдается более однородная структура, чем в точках 3 и 4.

Состав материала в точках 5 и 6 свидетельствуют об эффективном перемешивании материалов, разрушаемых в зоне трибоконтакта.

Таблица 2

Химический состав

№ точки А1 81 м§ Хт № Си Ъа.

1 90,490 0 1,858 0,366 0 1,647 5,638

2 88,329 0 2,133 0,33 0,024 2,777 6,705

3 86,811 0 2,566 0,089 0,002 2,316 8,216

4 74,805 17,060 1,756 0,037 0,674 1,633 4,033

5 68,773 20,095 2,481 0,086 0,469 2,247 5,844

6 62,087 33,689 1,192 0,069 0,759 0,963 0,844

7 68,078 24,186 1,838 0 0,949 1,374 2,950

8 69,530 27,830 0,995 0 0,302 1,005 0,202

сварной шов

линия сканирования

< >га|в сплав 1960

АКМ

Рис. 12. Макроструктура сварного шва

Общие выводы

1. В рамках рационального цикла триботехнических испытаний проведен количественный анализ структуры и фазового состава АКМ у поверхности трения при однократном нагружении исследуемой пары трения. Установлено, что с ростом мощности трения трансформация геометрии и расположения частиц БК^ в АКМ происходит в следующей

последовательности: смятие ячеистой (каркасной) структуры АКМ —> "кластеризация" -» "образование третьего тела". Окончательная структура "третьего тела" и состояние материала у поверхности трения являются результатом конкурентной борьбы различных динамических процессов турбулентного типа, самоорганизующихся на поверхности трения. Зона контакта исследуемых материалов является динамической системой, развивающейся по законам сложных открытых систем.

2. Экспериментально подтверждено, что определенные ранее и описанные в литературе критические переходы в пары АКМ -ТИИР403 являются точками неравновесных фазовых переходов. В трибоконтакте это проявляется в изменении химического состава фаз и перестройке структуры у поверхносш трения и, следовательно, может быть связано с дииамической самоорганизацией. Зона контакта является физическим объектом, который формируется в термодинамических условиях, приводящих к различной степени хаотичности состояний открытых систем.

3. Синергетический подход, построенный на основе использования уравнения Фишера, Колмогорова-Петровского-Пискунова (ФКПП) и критерия самоорганизации Климентовича, позволяет моделировать самоорганизующиеся процессы в трибоконтакте на уровне количественного описания динамики активной среды. Практическая реализация этой задачи может быть осуществлена на основе использования уравнения Ферхюльста, как наиболее простого способа описания процессов такого типа. При этом управляющий параметр (константа роста в уравнении Ферхюльста) может быть определен на основе экспериментальных данных, получаемых в рамках РЦТИ по методике, предложенной в ранее опубликованной работе А.Б. Семенова.

4. Установлено, что функция состояния системы, определяющая протекание процессов зарождения и эволюции активной среды, может быть найдена по объемной температуре АКМ у контактной поверхности

трибосопряжения. Физическим носителем информации и каналом обратной связи является температурное поле активных частиц. Экспериментально зафиксированный темп роста объемной температуры позволяет вычислить величину параметра обратной связи и смоделировать одномерный процесс изменения температуры активной среды на контактной поверхности. Найдены условия, приводящие к устойчивости и неустойчивости состояний, бифуркациям удвоения периода колебаний температуры активной среды, и установлен момент хаотизации состояний активной фазы в слое, рассеивающем выделенное тепло.

5. Предложен алгоритм построения бифуркационной диаграммы для пары АКМ-ТЙИР403 по экспериментальным данным.

6. Для пары АКМ-ТИИР403 установлены области самоподобия (аттракторы процессов), которые могут быть использованы как информация о границах управляемости системы. Контролируя условия нагружения, можно обеспечить попадание системы в требуемый аттрактор, что будет способствовать эффективной работе трибопары. В этом случае способом управления является изменение параметра роста г. Если такой возможности нет, нужно управлять начальными данными так, чтобы в конце концов возникала только желаемая структура «третьего тела». Замена одного из материалов во фрикционной паре (материал накладки тормоза) может быть примером управления начальными данными.

7. Показано, что процесс механотермического фрикционного формирования сварного шва (методы FRW и Р8\У), где в технологической схеме основная роль отводится механическому фактору, может быть успешно применен для получения качественных неразъемных соединений из материалов, которые ранее считались нетехнологичными (А1-сплавы-АКМ, 1960-АКМ и др.) при сварке. Обоснован подход к выбору инструмента и технологических режимов для процессов торцевой^ те стимулируемой -фением сварки (методы и ИШ).

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих

работах:

1. Семенов Б.И., Семенов А.Б., Игнатова Е.В. Зарождение и эволюция самоорганизующихся структур в паре сухого трения «алюминиевый композит - накладка тормоза». Сб. тезисов: Фракталы и прикладная синергетика. М.: 1999, сс. 70-71.

2. Семенов Б.И., Игнатова Е.В. Исследование неравновесных фазовых переходов в композите в трибосопряжении АКМ-ТИИР403. Материалы науч.-техн. конференции МГАПИ: Новые материалы и технологии. М.: 2000, сс. 6-8.

3. Семенов Б.И., Семенов А.Б., Игнатова Е.В. Зарождение и эволюция самоорганизующихся структур в паре сухого трения «алюминиевый композит - накладка тормоза».// Материаловедение, 2000, №3, сс. 27-34.

4. Семенов А.Б., Лапшинов Ю.П., Игнатова Е.В., Семенов Б.И., Романова B.C., Салибеков С.Е. Диссипативные процессы в трибосистеме алюмоматричный композит-контртело.// в печати.

5. Семенов Б.И., Игнатова Е.В. Диссипативные процессы и структурные изменения АКМ в паре сухого трения. Сб. трудов VI междунар. научно-техн. конф. Моделирование электронных приборов и техпроцессов, обеспечение качества, надежности и радиационной стойкости приборов и аппаратуры г. Севастополь 11-19 сент. 1999г. Т.2: Моделирование и исследование сложных систем. М.: 2000, сс. 3-9.

6. Семенов Б.И., Семенов А.Б., Игнатова Е.В. Принципы и средства синергетического управления приработкой трибопары. Сб. трудов VII междунар. научно-техн. конф. Моделирование электронных приборов и техпроцессов, обеспечение качества, надежности и радиационной стойкости приборов и аппраратуры г. Севастополь 9-17 сент. 2000г. Т. 1: Моделирование и исследование сложных систем. М.: 2001, сс. 3-19.

7. Игнатова Е.В., Русенко Т.В., Юдин Г.А., Семенов Б.И. Исследование геометрии самоорганизующихся структур в поверхностном слое

тормозного диска из АКМ. Сб. трудов УП междунар. научно-техн. конф. Моделирование электронных приборов и техпроцессов, обеспечение качества, надежности и радиационной стойкости приборов и аппаратуры г. Севастополь 9-17 сент. 2001г. Т. 1: Моделирование и исследование сложных систем. М.: 2000, сс. 20-24.

8. Семенов Б.И., Игнатова Е.В., Семенов А.Б. Новые триботехнологии в сварочном производстве. //Металлургия машиностроения, М.: №2(9), 2002, сс. 30-36.

9. Семенов Б.И., Игнатова Е.В., Семенов А.Б., Принципы и средства синергетического управления процессами в трибосопряжении «металлокомпозит-контртело». //Технология материалов, М.: №9, 2002г. сс. 12-22.

goo^A

* 82ве

Введение

Глава I. Аналитический обзор литературы.

1.1. Использование АКМ в промышленности.

1.1.1. Автомобилестроение.

1.1.2. Сварка АКМ с использованием триботехнологий.

1.2. Существующие физические модели для описания процесса трения.

1.2.1. Дискретное контактирование.

1.2.2. Фрикционный контакт. Контактное взаимодействие твердых тел (кинематическая модель).

1.2.3. Тепловая модель.

1.3. Современные подходы к описанию процессов трения и изнашивания.

1.3.1. Моделирование изнашивания.

1.3.2. Модель структуры композита и ее изнашивания во фрикционном контакте по Аксену и Хатчингсу.

1.3.3. Изнашивание как феномен самоорганизации.

1.3.4. Структурные изменения и недостаточность уравнения диффузии в качестве базовой информационной модели процесса.

1.4. Выводы и задачи исследования.

Глава II. Исследование структурной перестройки поверхностного слоя трибосистемы АКМ-контртело

2.1. Материалы и методы исследования.

2.1.1. Материалы.

2.1.2. Особенности формирования АКМ.

2.1.3. Методы исследования.

2.2. Исследование изменений структуры на поверхности трения

2.2.1. Самоорганизующиеся структуры в поверхностном слое вентилируемого тормозного диска из АКМ, испытанного на стенде в паре с колодкой ТИИР206.

2.2.2. Изменение размеров и формы частиц БЮ и 81 в поверхностном слое при трении.

2.2.3. Локальные неравновесные фазовые переходы у поверхности трения.

2.3. Выводы по главе 2.

Глава III. Синергетический подход - основа моделирования динамических систем и процессов в новых триботехнологиях.

3.1. Базовое уравнение статистической теории активных сред.

3.1.1. Синергетика - наука об открытых системах.

3.1.2. Об общей структуре процессов эволюции. 68 3 .1.3. Термодинамические условия эволюции и критерий самоорганизации.

3.2. Феноменологические модели самоорганизующихся динамических систем, основанные на синергетическом подходе.

3.2.1. Модель «черный ящик».

3.2.2. Модель системы с обратной связью.

3.2.3. Модель системы с обратной связью по Мандельброту.

3.2.4. Модель роста популяции Ферхюльста.

3.2.5. Критические точки трибосистемы как пороговые состояния процессов и механизмов изнашивания.

3 .3. Физическая модель зарождения и эволюции самоорганизующихся структур в поверхностном слое и обобщенные представления об условиях формирования динамического объекта в АКМ.

3 .4. Выводы по главе 3.

Глава IV. Моделирование изнашивания как динамического процесса

Ферхюльста.

4.1. Трибологические характеристики и изнашивание пары

АКМ-ФПМ233. Деградация или самоорганизация? ь 4.2. Анализ распределения энергетических затрат в процессе трения.

4.3. Моделирование состояния активной среды при переходе к самоорганизации. Определение управляющего параметра по экспериментальным данным.

4.4. Выводы по главе 4.

Глава V. Использование самоорганизующихся процессов для формирования неразъемного соединения сваркой трением. 120 5.1. Оптимизация процесса сварки трением - задача управления изнашиванием.

5.1.1. Выбор формы инструмента.

5.1.2. Исследование микроструктуры неразъемного соединения. 125 5.3. Выводы по главе 5.

I Выводы по диссертации.

• Нет необходимости много говорить о том, что от состояния фрикционных узлов трения зависит долговечность и комфортность работы механизмов и машин. В последние десятилетия внимание к проблемам управления трением и изнашиванием усилилось. Однако управление трением сводится к снижению фактического изнашивания пар (нанесение защитных покрытий) и к контролю теплового состояния (охлаждение) трибосистем. И все же эти решения не позволяют полностью контролировать события, происходящие в зоне контакта, т.к. трение является сложным явлением, определяемым целым рядом разнообразных взаимодействий. Оно включает в ф себя ряд процессов (механические, тепловые, химические и др.), часто рассматриваемые как самостоятельные. Каждый из этих процессов описывается сложными зависимостями и протекает в широком диапазоне разнообразных условий нагружения. Соотношение влияний этих процессов на коэффициент трения и изнашивание может быть самым различным в зависимости от условий нагружения, свойств конкурирующих материалов и среды. Поэтому до последнего времени считалось невозможным прогнозировать ход процесса трения из-за его непредсказуемости. Однако если будут найдены способы управления изнашиванием, более полно определены условия формирования и существования продуктов износа в зоне трибоконтакта, появится возможность добиваться не только более высокой

• износостойкости, а соответственно и долговечности трибопар, работающих в условиях сухого трения, но и более широко использовать это явление в новых триботехнологиях, построенных на использовании сухого трения для получения неразъемного соединения разнообразных материалов и изделий.

В последнее время, с развитием физики процессов эволюции (синергетика), появилась возможность по-новому подойти к решению проблемы управления динамикой среды, образующейся в зоне контакта пары. Синергетика позволяет описать механизмы самоорганизации в сложной системе, дает возможность прогнозировать области устойчивого существования и распада структур различной природы, формирующихся в

• системах, далеких от термодинамического равновесия. В качестве физических объектов она оперирует с диссипативными структурами, образующимися в термодинамической системе в неравновесных условиях в результате обмена энергией и веществом с окружающей средой при приложении внешних воздействий на материал. Поэтому синергетика открывает новый подход к описанию сложных процессов, происходящих в трибосистеме.

Многие ученые, занимающиеся трением [1 - 5], согласны в том, что трение (и особенно сухое трение) является своеобразным нестабильным граничным условием, отражающим динамику изменения процессов в комплексе явлений, обусловленных накоплением и рассеиванием энергии, а изнашивание по своей физической сути - это эволюционный процесс, развивающийся с различной скоростью в элементах трибосопряжения.

Хорошо известно, что на процесс трения влияют не только материалы деталей и их исходная структура, но и новые структуры, которые самопроизвольно возникают в процессе взаимодействия, - так называемое "третье тело". В отношении "третьего тела" трибологи сходятся в том [1, 2], что это классический пример самоорганизации и что важно научиться управлять процессом его образования, устанавливая связь между первичными и вторичными структурами, образующимися после каждого этапа трения, и условиями, в которых осуществлялось формирование этого перемешанного слоя. Управление самоорганизующимися процессами должно строиться на знании того, как осуществляется обмен веществом, энергией и информацией в термодинамической системе, и понимании того, где и как появляется взаимосодействие в форме когерентного движения компонентов термодинамической системы, которое, в конечном счете, и составляет суть процесса формирования "третьего тела". В связи с этим необходимо найти пути управления динамическим процессом, формирующим продукты износа, и определить условия существования специального регулятора, с помощью которого можно контролировать процесс образования и существования "третьего тела" в некотором благоприятном для системы виде. Однако синергетическое управление и проектирование специального регулятора возможны только тогда, когда имеющейся информации достаточно для выявления управляющих параметров (параметров порядка самоорганизующегося процесса) и построения соответствующего логистического уравнения, адекватного динамическому процессу [6].

Применение единого синергетического подхода к фрикционным системам сухого трения должно позволить определить режимы и начальные условия, при которых могут происходить благоприятные, с позиции решаемых задач, структурные изменения на поверхностях трения, и по-новому описать процессы, вызывающие образование продуктов износа, что, в конечном счете, позволит управлять объемом и состоянием формируемых продуктов износа трибопары. Практическое применение синергетического подхода позволит определить более жесткие, но доступные режимы и условия для работы конкретных систем, либо приводящие к увеличению срока службы и исключающие схватывание (свариваемость) в узлах трения, либо позволяющие получать качественные неразъемные соединения (сварка Ф трением).

В работе основное внимание уделяется изучению износа нового перспективного класса материалов - композиционных материалов с металлической матрицей на основе алюминия, армированных керамическими частицами БЮ. Этот класс материалов признан одним из наиболее перспективных для применения в различных триботехнических устройствах: тормозах, амортизаторах удара, подшипниках скольжения, деталях цилиндро-поршневой группы и других подобных узлах. Однако динамика явлений, протекающих в поверхностном слое АКМ в трибосопряжениях, изучена недостаточно, а исследования, направленные на изучение процессов сварки трением композитов друг с другом и с материалами других классов практически не публикуются.

Целью данной работы является моделирование процессов в парах сухого трения АКМ-контртело, направленное на управление износом, в частности на минимизацию образования продуктов износа в тормозной системе (при заменен серого чугуна на АКМ в тормозном диске автомобиля) и на оптимизацию количества продуктов износа пары для целенаправленного их увеличения и последующего вовлечения в формирование сварного шва из однородных и разнородных материалов (например, А1-сплав - АКМ) без расплавления основы и участия присадочных материалов.

Научная новизна полученных результатов диссертационной работы заключается в разработке оригинальной методики определения границ управляемости процессов, ответственных за износ АКМ и контртела в трибоконтакте, опирающейся на моделирование динамической самоорганизации «третьего тела» как процесса Ферхюльста. В рамках этой модели предложен и на основе экспериментальных данных определен управляющий параметр процессов (параметр роста активной среды); описан алгоритм построения бифуркационной диаграммы неравновесных фазовых переходов, сопровождающих самоорганизацию «третьего тела», определены границы областей допустимых внешних воздействий, в которых обеспечиваются благоприятные условия для достижения поставленных целей (работа без схватывания - в тормозных системах, получение качественного неразъемного соединения - в процессах сварки трением).

Практическая ценность представленной работы заключается в том, что были установлены критерии, которые позволяют более обоснованно и с общих физических позиций производить выбор условий длительной эксплуатации пар сухого трения (пригодность для тормозных систем), и условий быстрого крупномасштабного переупорядочения структуры (пригодность для сварки трением).

ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТАЦИИ.

1. В рамках рационального цикла триботехнических испытаний проведен количественный анализ структуры и фазового состава АКМ у поверхности трения при однократном нагружении исследуемой пары трения. Установлено, что с ростом мощности трения трансформация геометрии и расположения частиц в АКМ происходит в следующей последовательности: смятие ячеистой (каркасной) структуры АКМ —» "кластеризация" —» "образование третьего тела". Окончательная структура "третьего тела" и состояние материала у поверхности трения являются результатом конкурентной борьбы различных динамических процессов турбулентного типа, самоорганизующихся на поверхности трения. Зона контакта исследуемых материалов является динамической системой, развивающейся по законам сложных открытых систем.

2. Экспериментально подтверждено, что определенные ранее и описанные в литературе критические переходы в пары АКМ -ТИИР403 являются точками неравновесных фазовых переходов. В трибоконтакте это проявляется в изменении химического состава фаз и перестройке структуры у поверхности трения и, следовательно, может быть связано с динамической самоорганизацией. Зона контакта является физическим объектом, который формируется в термодинамических условиях, приводящих к различной степени хаотичности состояний открытых систем.

3. Синергетический подход, построенный на основе использования уравнения Фишера, Колмогорова-Петровского-Пискунова (ФКПП) и критерия самоорганизации Климонтовича, позволяет моделировать самоорганизующиеся процессы в трибоконтакте на уровне количественного описания динамики активной среды. Практическая реализация этой задачи может быть осуществлена на основе использования уравнения Ферхюльста, как наиболее простого способа описания процессов такого типа. При этом управляющий параметр константа роста в уравнении Ферхюльста) может быть определен на основе экспериментальных данных, получаемых в рамках РЦТИ по методике, предложенной в ранее опубликованной работе А.Б. Семенова.

4. Установлено, что функция состояния системы, определяющая протекание процессов зарождения и эволюции активной среды, может быть найдена по объемной температуре АКМ у контактной поверхности трибосопряжения. Физическим носителем информации и каналом обратной связи является температурное поле активных частиц. Экспериментально зафиксированный темп роста объемной температуры позволяет вычислить величину параметра обратной связи и смоделировать одномерный процесс изменения температуры активной среды на контактной поверхности. Найдены условия, приводящие к устойчивости и неустойчивости состояний, бифуркациям удвоения периода колебаний температуры активной среды, и установлен момент хаотизации состояний активной фазы в слое, рассеивающем выделенное тепло.

5. Предложен алгоритм построения бифуркационной диаграммы для пары АКМ-ТИИР403 по экспериментальным данным.

6. Для пары АКМ-ТИИР403 установлены области самоподобия (аттракторы процессов), которые могут быть использованы как информация о границах управляемости системы. Контролируя условия нагружения, можно обеспечить попадание системы в требуемый аттрактор, что будет способствовать эффективной работе трибопары. В этом случае способом управления является изменение параметра роста г. Если такой возможности нет, нужно управлять начальными данными так, чтобы в конце концов возникала только желаемая структура «третьего тела». Замена одного из материалов во фрикционной паре (материал накладки тормоза) может быть примером управления начальными данными.

7. Показано, что процесс механотермического фрикционного формирования сварного шва (методы и Р8\¥), где в технологической схеме основная роль отводится механическому фактору, может быть успешно применен для получения качественных неразъемных соединений из материалов, которые ранее считались нетехнологичными (А1-сплавы - АКМ, 1960-АКМ и др.) при сварке. Обоснован подход к выбору инструмента и технологических режимов для процессов торцевой и стимулируемой трением сварки (методы и и^о.

1. Основы трибологии (трение, износ, смазка). Учебник для вузов под ред. А.В. Чичинадзе. Изд. 1: М.: Центр «Наука и техника», 1995, с. 778. Изд. 2: М.: «Машиностроение», 2001, 664 с.

2. Крагельский И.В. Трение и износ. М.: Машиностроение, 1968, 480 с.

3. Трение, изнашивание и смазка. Справочник. Под. ред. И.В. Крагельского, В В. Алисина. М.: Машиностроение, Т1, 1978, 400 с.

4. Протасов Б.В. Энергетические соотношения в трибосопряжении и прогнозирование его долговечности. Саратов: из-во Саратовского ун-та, 1979, 149 е.

5. Крагельский И.В., Ленник Ю.И. Исследование энергетического баланса при внешнем трении металлов. ДАН СССР, 1968, №5, т183 сс.

6. Климонтович Ю.Л. Статистическая теория открытых систем. М.: ТОО «Янус», Т1, 1995, 664 тс.

7. TWI, Bulletin 8, November/December, 1995.

8. Lin С В., Mu С.К., Wu W.W. and Haug C.H. The Effect of Joint Design and Volume Fraction on Friction Welding Properties of A 360(SiC(P)) Composites. Welding Research Supplement, March, 1999, pp. 100-108.

9. Ole T. Midling, Ljiana Djapic Oocterkamp, Jan Bersaas. Friction Stir Welding Aluminium-process and Applications. //Proc. 7-th Int. Conf. on Joints in Aluminium (INALCO'98), TWI, Abington, Cambridge, UK 15-17 April, 1998.

10. Jan Backlund, Anders Norlin, Ake Andersson. Friction Stir Welding Weld properties and manufacturing techniques. // Proc. 7-th Int. Conf. on Joints in Aluminium (INALCO'98), TWI, Abington, Cambridge, UK 15-17 April, 1998.

11. Karl-Erik Knipstrom. New Welding Method for Aluminium. //Svetsaren, 1995, №3, pp.5-6.

12. Bob Irving. Why aren't Aeroplanes Welder// Welding Journal, 1997, №1, pp. 31-41.

13. Friction in competition with arc-welding// Atouts 33, 2001, №2, pp. 2.

14. Mary Ruth Johnsen. Friction Stir Welding Tekes off at Boeing. //Welding Journal, 1999, №2, pp. 35-39.

15. Stephan Kalle, Dave Nicholas, Haydn Powell, John Lowrence. Knowledgebase software package for FSW// Proc. 7-th Int. Conf. on Joints in Aluminium (INALCO'80), TWI, Abington, Cambridge UK 15-17 April, 1998.

16. Thomas W.M., Nicholas E.D., Watts E.R., Staines D.G. Friction Based Welding Technology for Aluminium. //Materials Science Forum. Vols. 386-402 (2002), pp. 1543-1548.

17. Klas Wemah. Equipmant for Aluminium Welding// Svetsaren, 2000, №2, pp. 11-13.

18. Norlin A., A century of aluminium a product of the future. //Svetsaren, 2000, №2, pp. 31-33.

19. Henrichs J.E., Donald W.M. Mc. and Heindeman A.J. Challenges of Welding Aluminium Alloys for Automative Structures. //Svetsaren, 1995, №3 pp. 7-9.

20. Arut O. Kliken, Ph. D. Rawfoss. Hudro Automative Research Centre, Norway and Marit Rones, M.Sc, Sintef Materials Techology, Trondheim, Norway. Aluminium bridge constructions-welding technology and fatigue properties. // Svetsaren, 1995, №3, pp. 13-15.

21. Штрикман M.M. Новые способы сварки трением и перспективы его применения (обзор). //Сварочное производство, 2001, №11, сс. 36-41.

22. Колотилов В.И. Техническая подготовка процессов изготовления высококачественных отливок из композиционных материалов на основе алюминиевых сплавов в условиях центрального производства. Диссертационная работа, МГАПИ, Москва, 1999г.

23. Семенов Б.И., Семенов А.Б., Игнатова Е В. Зарождение и эволюция самоорганизующихся структур в паре сухого трения «алюминиевый композит накладка тормоза».// Материаловедение, 2000, №3, сс. 27-34.

24. Чернышов Г Г., Рыбачук A.M., Чернышова Т А., Кобелева Л И., Болотова Л.К. Влияние термического цикла дуговой сварки на и свойства сварных швов дисперсно-наполненных металлокомпозитов. //Сварное производство, 2001, №11, сс. 7-13.

25. Гленсдорф П., Пригожин И. Термодинамическая теория структуры устойчивости и флуктуаций. М.: Мир, 1973, 280 с.

26. Костецкий Б.И., Бершадский Л.И., Е.Н. Чупреев. О явлении саморегулировании при трении и износа материалов. ДАН СССР, т. 191, 1970, №6, сер А, 1975, №5.

27. Хакен Г. Информация и самоорганизация. М.: Мир, 1991, 240 с.

28. Справочник по триботехнике. Под ред. М. Хебды и A.B. Чичинадзе. М.: машиностроение. Т1, 1989, 400 с.

29. Методические рекомендации. Триботехнические испытания на установке 2186 УМТ. М., 1990, 53 с.

30. Чичинадзе A.B. Расчет и исследование внешнего трения при торможении. М.: Наука, 1967, 232 с.

31. Энгельс Ф.А. Диалектика природы. М.: Госполитиздат, 1995, с.

32. Чичинадзе A.B., Игнатьева З.В. Расчет температуры поверхности трения с учетом изменения площади контакта фрикционных элементов в процессе торможения. //Расчет и испытание фрикционных пар. Под. ред. A.B. Чичинадзе. М.: Машиностроение, 1974, сс. 16-23.

33. Кудинов В.А. Температурная задача трения и явление наростообразования при резании и трении, в кн.: Труды третьей Всероссийской конференции по трению и износу в машинах. М.: из-во АН СССР, 1960, т. 11, сс .

34. Кудинов В.А. О некоторых закономерностях полужидкостного трения (приработка, заедание, устойчивость движения), в. кн.: Труды третьей Всесоюзной конференции по трению и износу в машинах. М.: из-во АН СССР, 1960, т.II, сс.

35. Крагельский И В. Износ как результат повторной деформации поверхностных слоев. //Изв. Вузов. Физика, 1958, №5, сс. 119-127.

36. Крагельский И.В., Непомнящий Е.Ф., Харач Г.М. Усталостный механизм и краткая методика аналитической оценки величины износа поверхностей трения при скольжении, М.: из-во АН СССР, 1967, 19 с.

37. Горячева И.Г., Добычин М.Н. Контактные задачи в трибологии. М.: Машиностроение, 1988, 256 с.

38. Блюмен A.B. К вопросу о кинетике процессов трения и изнашивания и методах ее аналитического описания. //Расчетно-экспериментальные методы оценки трения и износа. М.: Наука, 1980, сс. 27-33.

39. Карасик И.И. Прирабатываемость материалов для подшипников скольжения. М.: Наука, 1978, 136 с.

40. Хрущов Н.М. Исследование приработки подшипниковых сплавов и цапф. М., Л.: из-во АН СССР, 1946, 146 с.

41. Белый В.А. Трибология. Исследования и приложения. Опыт США и стран СНГ, 1993, 281 с.

42. Алексеев Н.М., Богданов В.М., Буше Н А. и др. Новое в структуре трения твердых тел. //Трение и износ, 1988, Т9, №6.

43. Алексеев Н.М. Новое о структурных особенностях изнашивания твердых тел. //Трение и износ, 1989, Т10, №2.

44. Ахеп N. and Hutchings М. Analysis of Abrasive Wear and Friction Behavior of Composites. Mater. Sc. and Technol. Sept. 1996, vol 12, pp. 757-765.

45. Семенов Б.И., Семенов А.Б. Моделирование триботехнического процесса сухого трения пары «алюмоматричный композиционный материал -накладка тормоза. //Материаловедение. №1, 1999, сс. 34-38.

46. Буше Н.А., Копытько В.В. Совместимость трущихся поверхностей. М.: Наука, 1981, 128 с.

47. Struk V.A., Pleskachevskii Y.M. On the Corrosion-Mechanical Concept of Wear for Tribological Metal-Polymer Systems. //Proceedings of the I Mech. E. Int. Conf.: Tribology-Friction, Lubrication and Wear, 1987,1, pp. 339-344.

48. Николис Г., Пригожин. И. Познание сложного. Введение. М.: Мир, 1990, 344 с.

49. Иванова B.C., Семенов Б.И., Браун Э.Д. Анализ критических точек трибосистемы на стадии приспособляемости с позиции синергетики. //Вестник машиностроения, 1998, №10, сс. 3-11.

50. Гуляев А.П. Материаловедение. М.: Металлургия, 1978, 465 с.

51. D.P.H. Hasselmen. On the Effective Coefficient of Thermal Expantion in Thermal Bending of Composites Undergoing Linear Heat Flow. //Journal of Composite Materials, vol. 33, № 02/1999.

52. Мирошниченко И.С. Кристаллизация сплавов эвтектического типа при больших скоростях охлаждения. Кристаллизация фазовые переходы. Минск: из-во Академии наук БССР, 1962, сс. 133-143.

53. Эбелинг В., Энгель А., Файстель Р. Физика процессов эволюции. Синергетический подход. М.: УРСС, 2001, 326 с.

54. Бершадский Л И. Самоорганизация и надежность трибосистем. Киев: о-во Знание УССР, 1981,35 с.

55. Бершадский Л.И. Масштабное переупорядочение структуры и энтропийные эффекты при трении и износе материалов. //Физикаизносостойкости поверхности материалов. JL: изд-во ФТИ им. А.Ф. Иоффе, 1988, сс. 166-182.

56. Берашадский Л.И. Введение в структурно-динамическую теорию трибосистем. //Физика и механика композиционных материалов на основе полимеров. Гомель: 1990, сс. 28-85.

57. Бершадский Л.И. Новое в теории и практике структурной приспосабливаемости и приработки кинетических пар. Киев: об-во Знание УССР, 1980, 19 с.

58. Бершадский Л.И. Информационная модель необратимых процессов. ДАН УССР, 1978, №5, сс. 416-419.

59. Пырьев Ю.А. Динамическая модель термоупругого контакта в условиях фрикционного нагрева и теплового расширения. //Трение и износ, №6, 1994, сс. 941-946.

60. Бершадский Л.И. Исследование физической модели нормального износа металлов. Автореферат дис. к.т.н. Киев, 1970, 20 с.

61. Бершадский Л.И. Об адаптации физического контакта. В кн.: Контактная жесткость в машиностроении. Куйбышев, 1977.

62. Бершадский Л.И. О самоорганизации трибосистем. //Проблемы трения и изнашивания. 1981, №21.

63. Бершадский Л.И. Переходные процессы трения и надежность машин. Киев: Знание, 1980, 35 с.

64. Бершадский Л.И. Трение как термомеханический феномен. ДАН УССР, сер. А, 1977, №6.

65. Цигле Г. Экспериментальные принципы термодинамики необратимых процессов и механика сложной среды. М.: Мир, 1966, с. 135.

66. Костецкий Б.И., Бершадский Л.И. Об общей закономерности структурной приспосабливаемости материалов при трении. ДАН УССР, сер. А, 1975, №5.

67. Lurie D. Wagenslebg J. Entropy Balans in Biological Development and Heat Dissipation in Embryogenesis. J. Nonequilibrium Thermodyn, 4(1979), p. 127.

68. Хакен Г. Синергетика M. Мир, 1980, 400 с.

69. Иванова B.C. Синергетика: прочность и разрушение металлических материалов. М.: Наука, 1992, 155 с.

70. Иванова B.C., Бапанин A.C., Бунин И.Ж., Оксагаев A.A. Синергетика и фракталы материаловедения. М.: Наука, 1994, 384 с.

71. Иванова B.C. Синергетика и фракталы в радиационном материаловедении. Учебное пособие. М.: Интерконтракт, 1997, с. 53.

72. Пайтен Х.-О., Рихтер П.Х. Красота фракталов. Образы комплексных динамических систем. М.: Мир, 1993, с. 176.

73. Семенов Б.И., Семенов А.Б. Особенности структуры и свойства поверхностных слоев литых металлокомпозитов при трении с высокими нагрузками. М.: 1997, . 151-153.

74. Крагельсктй И.В., Ишлинский А.Ю. О скачках при трении. //Журнал технической физики, 1955, t.XIV, вып. 4-5, сс. 276-283.

75. Иванова B.C., Буше H.A., Гершман И.С. Структурная приспосабливаемость при трении как процесс самоорганизации. //Трение и износ, 1997, т. 18, №1, сс. 74-79.

76. Семенов Б.И., Семенов А.Б., Агибалов С.Н. и др. Моделирование триботехнического процесса сухого трения пары «алюмоматричный композит-накладка тормоза». //Материаловедение, 1999, №1, сс. 34-38.

77. Костецкий Б.И. Структурно-энергетическая приспособляемость при трении. //Трение и износ. 1985, Т6, №2, сс. 201-212.

78. Шульц В В. Форма естественного износа деталей машин и инструмента. JL: Машиностроение, 1990, с. 206.

79. Колесников A.A. Основы теории синергетического управления. М. фирма «Испо-Сервис», 2000, с. 264.