Способ измерения площади контакта твердых тел

Своз СоветскихСоциалистическихРеспублик в 706743 АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ Дополни льиое к авт, саид-ву24.12,75 (21) 2308539/25-28(51)М. Кл 01 й 3/56 м заявкилЪ Гннударстванный камнта ССОР по данам нзойрвтеннй и аткрмтнй(53 620.71 (088.8) Дата о 72) Авторы изобретеви А. И, Свириденок, Т. Институт механики металлополимерних систем АН Белорусской ССР(71) Заявител ТАКТА 54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПЛОЩАД ТВЕРДЫХ ТЕЛаКР,яризации;аль ности.м образом.та в одном ом) возбуждаволну, напри- колебания проИзобретение относится к области оценки фрикционного контакта твердых тел, в частности площади фактического контакта и физико- механического состояния поверхностей, образующих зту площадь,Известны способы оценки площади контакта, з основанные на измерении злектропроводности контакта, адгезии вещества, нанесенного на одну иэ сопрятаемых поверхностей, на регистрации оптических эффектов в контакте, например метод полного внутреннего отражения 111. 1 ПОднако зти методы обладают недостаточной чувствительностью.Известен способ измерения площади контакта твердых тел, из которых хотя бы одно прозрачно, заключающийся в том, что через одно из контактирующих тел пропускают оптичес. кие колебания и по изменению выходного параметра колебаний судят о площади контакта В качестве выходного параметра в этом способе регистрируют изменение фазовой модуляции оптических колебаний, вызванное изменением Ю поверхности контакта тел, от которой происходит их отражение, Для улучшения отражений на контактирующую поверхность прозрачного тела наносят тонкую пленку, например, серебра Щ мыкова и О. В, Холодило 2Однако известный способ не применим дляизмерения площади дйнамического контакта,а также при больших контактных нагрузкахвследствие повреждения пленки, технология нансепия которой трудоемка.Целью изобретения является измерение площади динамического контакта и увеличение дианзона контактных нагрузок,Для этого по предлагаемому способу оптические колебания полярйзуют и пропускаютпараллельно плоскости контакта, дополнительнонормально поверхности контакта возбуждаютплоскую стоячую акустическую волну с длйнойполуволны, кратной длине образца, а измерениеплощади контакта осуществляют по изменению, положения плоскости поляризации по формуле де йР - изменение плоскости полК - коэффициент пропорционСпособ осуществляют следующн Нормально поверхности контак э контактирующих тел (прозрачн ют плоскую стоячую акустическую мер, ультразвуковую. Оптические37067434пускатот параллельно поверхности контакта через поляризацитт проходящего через тело оптическогоэто же тело, причем длина волны используемого потока по формулеакустического излучения А связана с длинойт: К тт,Р,оптического ят) Следующим соотношением:где Ь - изменение плоскости поляризации;2 йХСО 6 ,. , 5 К - коэффициент пропорциональности, ко.у..торый зависит от оптических своиствгде,б . показатель преломления в теле в отсут- сопрягаемых пар и оценивается путемствие акустических колебаний; " предварительной тарировки.Й. ширина пучка акустических волн. Одновременно с регистрациеи площади факВ этом случае рефракция отсутствует, и 1 о" тическогб контакта можно регистрировать измефронт плоской световой воляьт, падающей нор- некие скорости акустических колебаний, промально на акустттческий пучок, по прохождении шедших через пятна молекулярного контактачерез этот пучок, испытывает запаздывание, про- в контртело, и получить дополнительнуюпорциональное акустическому давленито, Размеры информацтпо, в частностй о прогностных харакпрозрачного тела должны быть значительно боль. теристиках поверхностных слоев материала,ше длтпты волны в среде, чтобы можно было " участвующих в образовании этой площади.считать акустический пучок плоскопараллельньтм, Ф о р м у л а и з о б р е т е н и якроме того, по длине образца должно укладывать. Способ измерения площади контакта тверттьтх"сяцелое число полуволн. тел,иэ которых хотя бы одно прозрачно,В качестве источника оптических колебаний заключающийся в том, что через одно из концелесообразнее использовать лтптейяутощель о тактирующйх тел.пропускают оптические коле.параллельную фронту акустической волны. бания тт по изменению выходного параметраПрираспространении акустической стоячей колебаний судят о площади контакта, о т л и волйьт"Йздатотся стационарные чередующиеся ч а ю щ и й с я тем, что, с целью измеренияобласгисжатия и растяжения, йричем"йокаэатель площади динаЪтттческого контакта и увеличенияпреломления в каждой области тела протторцио- дйапазойа контакФньтх нагрузок, оптические коле налей акустическому давлению, существующему бания поляризутот и пропускают параллельно25в этих областях плоскости контакта, дополнительно нормальноВследсЫйе"проникновенияэнергйЫайустичес- поверхности контакта возбуждают плоскуюких колебаний через пятна фактического контак стоячую акустическую волну с длиной полута-ттпойсходит йерераспредет 1 ение акустического волны, кратной длине образца, а измерениедавления, пропорциональное йлощади контакта," Зо"Йойади котпакта осуществляют по"изменениюВ результате этого информационный оптическийположения плоскости поляризации по формулесигнал, проходящий параллельно фронту стоя- . 11 = К ть Р,чей волны, подвергается фаэовой модуляции. где ЬР - изменение плоскости бт 1 ляризации;Уровень модуляции в данном случае будет К - коэффициент пропорциональности.определяться площадью контакта исследуемой Источники информации,пары приттятьте вовнимайие при экспертизе351. Тарасенко Б. С. Методы и аппаратураЕсли оптические колебании дополнительно для определения фактической площади контак" " поляризовать, то проникновение акустической та, М., ЦЙТЭИ, ПНТД, тема 10, 1961,энергии в контртело вызывает изменение плос- . Р М-207/17,кости их поляризации, Таким образом, при ис о 2. Лемкин Н. Б, Контактирование.шерохова-поттьзовании поляризованного излучения о пло- тых поверхностей. М., "Наука", 1970 (протощади контакта судят по изменению плоскости тип),6Составитель А. ШвырковаРедактор О. Юркова Техред Э Чжик Корректор Ю. Макаренкойа 4 а 4 1 М.г.Ьд 1; ., ьЗаказ 8209/37 Тираж 1073 ПодписноеЦНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4.