Тестирование и измерение износа

Испытание на износ проводится для прогнозирования характеристик износа и исследования механизма износа.

Две конкретные причины заключаются в следующем:

  • С точки зрения материала испытание проводится для оценки износостойкости материала, чтобы определить, подходит ли этот материал для конкретного случая износа.

  • С точки зрения инженерии поверхности, испытание на износ проводится для оценки возможности использования определенной технологии инженерии поверхности для уменьшения износа для конкретного применения, а также для исследования влияния условий обработки (параметров обработки) на характеристики износа, так что могут быть реализованы оптимальные условия обработки поверхности.

Три уровня испытаний на износ

Испытание на износ проводится на трех уровнях, а именно:

  1. лабораторный тест,

  2. испытание на моделировании компонентов,

  3. эксплуатационные испытания.

Мы можем использовать пример, чтобы описать разницу между каждым типом теста. Была разработана новая технология обработки поверхности (SE), которая потенциально может быть использована для повышения износостойкости деталей тазобедренного сустава металл-металл (для человеческого тела). Возможно, идеальная и логическая последовательность испытаний на износ в этом примере будет следующей:

Этап 1 Лабораторные испытания с небольшими образцами первоначально проводятся в условиях испытаний, смоделированных настолько, насколько это возможно, чтобы определить, заслуживает ли технология инженерии поверхности дальнейшего рассмотрения, и если да, то выяснить, при каких условиях обработки может быть достигнуто максимальное улучшение износостойкости.

Этап 2 На следующем этапе оптимизированные условия обработки поверхности будут использоваться для обработки некоторых реальных деталей соединения, например головка или чаша бедренной кости, которые затем будут проверены на имитаторе тазобедренного сустава, при этом условия испытаний должны быть максимально приближены к условиям реального человеческого сустава, например, смазка жидкостью тела, температура около 37 ° C и движется как человек, идущий или бегущий.

Этап 3 Только после того, как детали с обработанной поверхностью выдержали испытания с моделированием и действительно показали значительно улучшенную износостойкость, но без потери других свойств (например, коррозии и биосовместимости), можно проводить эксплуатационные испытания. Детали сустава с обработанной поверхностью будут имплантированы в человеческое тело и проверены (контролироваться) в течение длительного периода времени, если не будет немедленных побочных эффектов после имплантации.

Как мы видим, имитационные испытания и эксплуатационные испытания дают более надежные результаты, однако лабораторные испытания являются дешевыми, безопасными и быстрыми и, таким образом, выполняют наиболее полезную функцию. В следующих разделах мы познакомим вас с методами лабораторных испытаний на износ. Будут представлены принципы работы трех широко используемых лабораторных тестеров износа, после чего будут представлены методы измерения износа. Пример лабораторных испытаний и измерений износа можно найти в небольшом тематическом исследовании.

Лабораторный метод испытаний на износ

Аппарат для испытания на износ называется тестером износа, триботестером или трибометром. Приставка «трибо-» относится к износу, трению и смазке. Многие, а возможно, и более нескольких сотен различных устройств и процедур для испытаний на износ используются в лабораториях по всему миру и описаны в технической литературе. Каким бы большим ни было различие одного устройства по сравнению с другим, тестер износа всегда будет включать два компонента, нагруженных друг против друга и перемещающихся относительно друг друга. Движение может приводиться в движение двигателем или электромагнитным устройством. Для удобства исследуемый материал или компонент обычно называют образцом, а другой - контртелом. 

Использованные источники

  1. C. X. Li, The University of Birmingham. Wear Testing and Wear Measurement. UK. URL:193.6.1.183/projektek/adveng/home/kurzus/korsz_anyagtech/1_konzultacio_elemei/wear_testing_measurement.htm.


На страницах сайта «Публикации государственного университета» вы найдете статьи о недавних научных открытиях и об истории науки, о новых технологиях и фундаментальных основах наук, о людях, посвятивших жизнь науке, и об исторических личностях, о вещах, которые нас окружают, и об удивительных местах на нашей планете.

Мы стремимся показать нашим читателям, которые интересуются наукой и хотят сделать ее своей профессией, возможные направления для исследований не как отвлеченные дисциплины, а как работу реальных людей.

Поиск по сайту ПОИСК