НАУКОВІ ЗАДАЧІ ТРИБОМАТЕРІАЛОЗНАВСТВА ПРИ АНАЛІЗІ ТРИБОСИСТЕМ
DOI:
https://doi.org/10.31498/2522-9990302025347048Ключові слова:
Зношування, абразив, надійність, надтверде включення, співвідношення твердостей.Анотація
Дослідження присвячено розробленню інтегрованого підходу до аналізу зношування
трибосистем в умовах абразивного середовища та обґрунтування напрямів підвищення
зносостійкості матеріалів на основі твердих включень дибориду титану. У літературі
бракує узгоджених системних підходів, які б об’єднували матеріалознавчі рішення з
інженерними методами розрахунку для простого і надійного прогнозу зношування в
конкретних умовах експлуатації. Проведено аналіз реальних зразків після експлуатації:
досліджено морфологію поверхонь тертя та характер зношування зубців деталі за
допомогою оптичної мікроскопії і вимірювання геометричних параметрів спрацювання.
Експериментальні дослідження зносостійкості виконано в лабораторних умовах за
методикою стандартизованого абразивного випробування ДСТУ 23.208-79. В роботі
проаналізовано особливості механізму зношування сталевої пари тертя при дії абразивних
часток та виявлено основні чинники та характер їхнього впливу - основний внесок може
давати втомне спрацювання металу. Визначено залежність інтенсивності зношування
матеріалу від відносної твердості абразиву і показана можливість прогнозування
спрацювання за допомогою спрощених інженерних розрахунків; підтверджено вирішальну
роль параметра відносної твердості абразиву в інтенсивності зношування. Обґрунтувано
наукові підходи до підвищення зносостійкості трибосполучень – матеріал повинен бути
достатньо твердим, щоб протистояти різанню, але водночас достатньо в'язким і міцним,
щоб чинити опір втомним тріщинам, зокрема через модифікацію матеріалу робочої поверхні
включеннями TiB2. Окреслено перспективні напрями подальших досліджень у галузі
трибоматеріалознавства - застосування нейронних мереж для прогнозу зносу деталей
машин при заданих режимах навантаження і властивостях матеріалів спільно з
удосконаленими матеріалами.
Посилання
Al-Quraan, T. M. A., Alfaqs, F., Alrefo, I. F. S., Vojtov, V., Voitov, A., Kravtsov, A.,
Miroshnyk, O., Kondratiev, A., Kučera, P., & Píštěk, V. (2023). Methodological approach in the
simulation of the robustness boundaries of tribosystems under the conditions of boundary lubrication.
Lubricants, 11(1), 17. https://doi.org/10.3390/lubricants11010017
Lv, X., Yin, Z., Yang, Z., Chen, J., Zhang, S., Song, S., & Yu, G. (2024). Review on the
development of titanium diboride ceramics. Recent Progress in Materials, 6(2), 009.
https://doi.org/10.21926/rpm.2402009
Kulu, P., Tarbe, R., & Vallikivi, A. (2005). Abrasive wear of powder materials and coatings.
Materials Science (Medžiagotyra), 11(3), 266-271.
Wang, Q., Zhang, Y., Ding, X., & Seshadri, R. C. (2020). Effect of WC grain size and
abrasive type on the wear performance of HVOF-sprayed WC-20Cr3C2-7Ni coatings. Journal of
Thermal Spray Technology, 29(7), 1387-1400.
Liu, S., & Pang, M. (2021). Effect of TiB2 content on properties of nickel-coated graphite self-lubricating
Вип. 30
Машинобудування і зварювальне виробництво
coating
prepared
by
laser
cladding.
Coatings,
(12),
https://doi.org/10.3390/coatings11121501
Argatov, I. (2019). Artificial neural networks (ANNs) as a novel modeling technique in
tribology. Frontiers in Mechanical Engineering, 5, 30. https://doi.org/10.3389/fmech.2019.00030
Popov S.M., Hrebieshkov M.О., Каpustian О.Ye. Problem analysis and optimization of
material parameters for the creation of wear-resistant coatings // Університетська наука - 2025 :
тези доп. Міжнар. науково-техн. конф. (Дніпро, 15-16 травня 2025 р) : в 3 т. Т. 1: факультети:
Навчально-науковий інститут сучасних технологій, машинобудування та зварювання,
транспортний, інформаційних технологій / ДВНЗ «ПДТУ». – Дніпро: ДВНЗ «ПДТУ», 2025. –
С. 135-136
Попов С. М. Триботехнічні та матеріалознавчі аспекти руйнування сталей і сплавів
при зношуванні / С. М. Попов, Д. А. Антонюк, В. В. Нетребко - Запоріжжя, 2010. - 280 с.
Zhang, Z., Liu, Y., & Wang, L. (2013). Effect of particle hardness on mild-severe wear
transition of hard second phase materials. Wear, 303(1-2), 1-6.
intelligence
Rosenkranz, A., Marian, M., Profito, F. J., Aragon, N., & Shah, R. (2021). The use of
artificial
in
tribology—A
perspective.
Lubricants,
(1),
https://doi.org/10.3390/lubricants9010002
Miroshnuk, O. O., & Tymchuk, S. O. (2013). Uniform distribution of loads in the electric
system 0.38/0.22 kV using genetic algorithms. Technical Electrodynamics, 2013(4), 67-73.
Попов C. М. Дослідження руйнування поверхні в умовах нашарувань зносостійким
сплавом / С. М. Попов, М. О. Гребєшков // Future of science: innovations and perspectives.
Proceedings of the 4th International scientific and practical conference. SSPG Publish. Stockholm,
Sweden. 2025. pp. 122-126. - ISBN 978-91-87224-03-4
