Systems. Methods. Technologies 4(36) 2017

Systems Methods Technologies. A.S. Kozhevnikov et al. The introduction of a rigid … 2017 № 4 (36) p. 102-107 102 34. Saurabh Samadhiya, Amit Yadav, Dr. B.R Rawal. Biome- chanical analysis of different knee prosthesis biomaterials using fem // IOSR Journal of Mechanical and Civil Engineering. 2014. Vol. 11. P. 120-128. 35. Sidambe A.T. Biocompatibility of Advanced Manufac- tured Titanium Implants-A Review // Materials. 2014. Vol. 7. P. 8168-8188. 36. BomBa č D., Brojan M., Fajfar P., Kosel F., Turk R. Re- view of materials in medical applications // RMZ - Materials and Geoenvironment. 2007. Vol. 54, № 4. P. 471-499. 37. Elias C.N., Lima J.H.C., Valiev R., Meyers M.A. Biomed- ical applications of titanium and its alloys // The Journal of The Minerals, Metals & Materials Society (TMS). 2008. Vol. 60. P. 46-49. 38. Mueller E., Kammula R., Marlowe D. Regulation of “Biomaterials” and Medical Devices // MRS Bull. 1991. Vol. 16. P. 39-41. 39. Oldani C., Dominguez A. Titanium as a Biomaterial for Implants. Recent Advances in Arthroplasty, Dr. Samo Fokter (Ed.), InTech. 2012. P. 149-163. 40. Saini M., Singh Y., Arora P., Arora V., Jain K. Implant biomaterials: A comprehensive review // World Journal of Clini- cal Cases. 2015. Vol. 3. P. 52-57. УДК 621.01:621.81:621:891 DOI: 10.18324/2077-5415-2017-4-102-107 Внедрение жесткой сферы и шероховатой поверхности в полимерный слой А . С . Кожевников а , Ю . Н . Алпатов b , В . К . Елсуков c Братский государственный университет , ул . Макаренко 40, Братск , Россия a kozhevnikovart@inbox.ru , b iipm@brstu.ru , c elswk@mail.ru Статья поступила 8.10.2017, принята 11.11.2017 Статья посвящена анализу инженерных подходов к определению внедрения сферы и шероховатой поверхности в полимер - ный слой . Как известно , в большинстве случаев классические решения контактных задач для тел с изменяющимися по глубине механическими характеристиками не позволяют применять полученные результаты для практических целей обеспечения заданных условий трения , изнашивания и герметичности . Показано , что наиболее практичными являются инженерные ме - тоды решения контактных задач на основе упрощающих гипотез , например , представление слоистого тела как конструкции с особыми механическими свойствами , зависящими от механических свойств материалов основания и покрытия , а также толщины покрытия . Анализ использования предлагаемых инженерных решений при расчетах величины внедрения сферы пока - зал преимущества метода , основанного на жесткостной модели слоистого тела . При этом эффективный модуль упругости и коэффициент Пуассона определяются для любых значений толщины покрытия при осесимметричном нагружении слоисто - го полупространства . Предлагаемое инженерное решение по изменению эффективного модуля упругости хорошо сочетается с дискретной моделью шероховатости , что позволяет успешно определять контактные характеристики при взаимодейст - вии шероховатой поверхности со слоистым телом для разных видов контакта . Сравнение полученных зависимостей для оп - ределения сближения шероховатой поверхности со слоистым полупространством с опубликованными экспериментальными данными продемонстрировало удовлетворительное совпадение . В целом полученные результаты подтверждают высокую чувствительность предлагаемого метода к изменению толщины покрытия и его механических свойств . Ключевые слова : полимерное покрытие ; слоистое полупространство ; переменный модуль упругости ; внедрение сферы ; шероховатая поверхность ; сближение поверхностей . The introduction of a rigid sphere and a rough surface in polymer layer A.S. Kozhevnikov a , Yu.N. Alpatov b , V.K. Elsukov c Bratsk State University, 40, Makarenko str., Bratsk, Russia a kozhevnikovart@inbox.ru , b iipm@brstu.ru , c elswk@mail.ru Received 8.10.2017, accepted 11.11.2017 The article is devoted to the analysis of engineering approaches to determining the introduction of a sphere and a rough surface in- to a polymer layer. As is known, in most cases, classical solutions of contact problems for bodies with varying mechanical properties do not allow the applied results to be applied for practical purposes to provide specified conditions for friction, wear and tightness. It is shown that the most practical are the engineering methods for solving contact problems based on simplifying hypotheses, for example, the representation of a layered body as a construction with special mechanical properties that depend on the mechanical properties of the base and coating materials and the coating thickness. Analysis of the use of the proposed engineering solutions in calculating the value of the introduction of the sphere showed the advantages of the method based on the rigid model of the layered body. In this case,