بررسي تجربي صحت قانون ماينر در سايش چسبان در تماس سطوح پوشش‌ دار تحت بارگذاري‌هاي صعودي، نزولي و تصادفي

An experimental Investigation of the validity of Miner’s Law for adhesive wear of coated surfaces under different loading conditions (increasing, decreasing, and random loading)

پوشش‌ دهي يكي از فرايندهايي است كه براي بهبود خواص تريبولوژيكي سطوح استفاده مي‌شود. در اين مقاله ميزان افزايش طول عمر مفيد قطعه با پوشش نرم مورد بررسي قرار گرفته است و همچنين صحت قانون ماينر در پيش‌بيني سايش چسبان براي نمونه‌هايي كه تحت بارگذاري تركيبي قرار مي‌گيرند، مطالعه شده است. براي اين منظور مجموعه‌اي از آزمايش‌هاي پين روي ديسك بر روي سه مجموعه ديسك با بارگذاري تك نيرويي، دو نيرويي متوالي، و سه نيرويي متوالي تحت دو سرعت ثابت براي ديسك‌هاي ساده و ديسك‌هاي با پوشش دولايه و ديسك‌هاي با پوشش چهارلايه صورت گرفته است. نتايج تجربي نشان مي‌دهد استفاده از قانون ماينر براي پيش‌بيني خرابي قطعه تحت بارگذاري‌هاي متوالي با سرعت ثابت صحيح است. از سوي ديگر كار انجام شده توسط نيروي اصطكاك نيز محاسبه شده است. نتايج نشان مي‌دهد كه براي هر كدام از قطعات با پوشش مشخص، صرف نظر از توالي بارگذاري ميزان كار انجام شده توسط نيروي اصطكاك تا لحظه خرابي عددي يكسان است. به عبارت ديگر در بارهاي صعودي و نزولي و تصادفي، فارغ از ترتيب بارگذاري خرابي قطعه زماني رخ مي‌دهد كه كار نيروي اصطكاك به يك عدد ثابت برسد.

Coating is one of the processes used to improve the tribological properties of surfaces. In this article, the increase in useful lifetime of soft-coated part and the validity of Miner’s rule for predicting adhesive wear are investigated. In order to achieve this aim, a series of pin-on-disk experiments on three sets of disks were performed by single-force, two consecutive-forces and three-forces loading conditions, at two constant speed levels. These experiments were performed for simple, double-layer and four-layer coated disks. As a result, the validity of Miner’s rule for consecutive loads at a constant speed is shown. Also, the work done by friction force and wasted energy are investigated. It is shown that for each of the parts with a specified coating, regardless of loading sequence, the work done by friction force up to the failure point is almost a constant value.