Systems. Methods. Technologies 4 (40) 2018

Системы Методы Технологии. П.М. Огар и др. Определение контактных … 2018 № 4 (40) с. 7-12 11 Рис. 6. Зависимости функционала проницаемости C u от силового упругогеометрического параметра q f Из графических зависимостей (рис. 6) следует на- личие трех зон герметизации: а) начальной ( f q ≤ 0.05), за счет внедрения наиболее высоких неровностей; б) стабильной (0.05 ≤ f q ≤ f qe ), за счет уменьшения плотно- сти зазоров; в) эффективной ( f q > f qe ), за счет слияния отдельных пятен контакта. Значение f qe характеризуется началом резкого уменьшения функционала проницаемости (рис. 6) из-за уменьшения вероятности проницания среды (рис. 5). Для заданного уровня вероятности протекания среды, например, 0001 .0 =υ k , значения 60.0... 50.0 = qe f . С уче- том выражения (13), это происходит при относитель- ной площади контакта 63.0... 58.0 =η , для p = q =3.5 име- ем 60.0 =η . Данный результат хорошо согласуется с данными [17; 18], полученными с использованием тео- рии перколяции (проницания), которые определяют значение относительной фактической площади контак- та, при которой образуется непрерывный замкнутый кластер, т.е. обеспечивается перекрытие всех микрока- налов в стыке. Заключение 1. Для прогнозирования (расчета) величины утечки на этапе проектирования необходимо знать режим ис- течения герметизируемой среды, который определяется числом Рейнольдса. Показано, что число Рейнольдса определяется отношением погонного массового расхо- да через уплотнительный стык к динамической вязко- сти уплотняемой среды. 2. Герметизирующая способность уплотнительных соединений определяется контактными характеристи- ками: относительной площадью контакта, плотностью зазоров в стыке и степенью слияния отдельных пятен контакта, которая определяет вероятность протекания среды и является наиболее эффективной характеристи- кой. 3. Относительная площадь контакта и плотность за- зоров в стыке определены с учетом взаимного влияния неровностей, значения которых дают запас по герме- тичности в сравнении со значениями, полученными без учета взаимного влияния. 4. Гарантированная герметичность в большой мере зависит от распределения неровностей по высоте ше- роховатого слоя и обеспечивается при относительной площади контакта в стыке 63.0... 58.0 =η . Этот резуль- тат хорошо согласуется с данными, полученными при использовании теории перколяции. Литература 1. Огар П.М., Горохов Д.Б., Кожевников А.С. Контактные задачи в герметологии неподвижных соединений. Братск: Изд-во БрГУ, 2017. 242 с. 2. Огар П.М, Тарасов В.А. Проектирование затворов спе- циальной трубопроводной арматуры. Братск: Изд-во БрГУ, 2014. 191 с. 3. Ogar P., Belokobylsky S., Gorokhov D. Contact mechanics of rough surfaces in hermetic sealing study // Сhapter in: Contact and Fracture Mechanics, Pranav H. Darji, ed. 2018. 4. Тимофеев Д.П. Кинетика адсорбций. М.: Изд-во АН СССР, 1962. 252 с. 5. Косинский В.В. Определение коэффициента проницае- мости пористых тел при пропитке вязкими жидкостями под давлением // Металлургия: тр. запорожской гос. инж. акад. 2006. Вып. 13. С. 55-59. 6. Косинский В.В. Нелинейные законы Дарси и критерий Рейнольдса при течении сжимаемых жидкостей под высоким давлением в пористых телах // Новые материалы и техноло- гии в металургии и машиностроении. 2007. № 1. С. 60-68. 7. Башта Т.М., Мендельсон Д.А., Огар П.М., Шиф- рин С.Н. Расчет утечек газа через затвор пневмоклапана // Эксплуатационная надежность планера и систем воздушных судов: сб. ст. Киев: КИИГА, 1981. С. 85–93. 8. Дэшман С. Научные основы вакуумной техники. М.: Мир, 1964. 715 с. 9. Пипко А.И., Плисковский В.А. Конструирование и рас- чет вакуумных систем. М.: Энергия, 1979. 504 с. 10. Дараган В.Л., Котов Ю.А., Мельников Г.Н., Пустосто- гаров А.В., Старшинов В.И. Расчет потерь давления при те- чении газа через пористые материалы // Инженерно- физический журн. 1970. Т. 26, № 5. С. 787–794. 11. Ogar P.M., Gorokhov D.B., Kozhevnikov A.S. The densi- ty of gaps in the seal joint in elastic contact of microasperities / in Proc. 2nd International Conference on Modelling, Identification and Control (MIC 2015). Paris, 2015. P. 177-180. 12. Hyun S., Robbins M.O. Elastic contact between rough surfaces: Effect of roughness at large and small wavelengths // Tribology Int. 2007. Vol. 40. P. 1413-1422. 13. Yeo C.-D., Katta R.R., Lee J., Polycarpou A.A. Effect of asperity interactions on rough surface elastic contact behavior: Hard film on soft substrate // Tribology Int. 2010. Vol. 43. P. 1438-1448. 14. Xu Y., Jackson R.L.,Marghitu D.B. Statistical model of nearly complete elastic rough surface contact // Int. J. Solids & Structures. 2014. Vol. 51. P. 1075-1088. 15. Yastrebov V. A.,Anciaux G.,Molinari J.-F. From infinitesimal to full contact between rough surfaces: Evolution of the contact area // Int. J. Solids & Structures. 2015. Vol. 52. P. 83-102. 16. Xu Y., Jackson R.L. Statistical models of nearly complete elastic rough surface contact-comparison with numerical solutions // Tribology Int. 2017. Vol. 105. P. 274-291. 17. Тихомиров В.П., Горленко О.А. Критерий герметич- ности плоских сопряжений // Трение и износ. 1989. Т. 10, № 2. С. 214-218.