введение в трибофатику

Л. А. Сосновский, М. А. Журавков, С. С. Щербаков ВВЕДЕНИЕ В ТРИБОФАТИКУ Минск БГУ 2010 УДК 539.92(075.8)+620.178(075.8) ББК 22.251я73+34.41я73 С66 Рекомендовано ученым советом механико-математического факультета 14 сентября 2010 г., протокол № 1 Р е ц е н з е н т ы: доктор физико-математических наук А. С. Кравчук; доктор технических наук А. В. Богданович С66 Сосновский, Л. А. Введение в трибофатику : пособие для студентов мех.-мат. фак., обучающихся по специальности 1-31 03 02 «Механика (по направлениям)» / Л. А. Сосновский, М. А. Журавков, С. С. Щербаков. – Минск : БГУ, 2010. – 77 с. ISBN 978-985-518-401-1. В пособии изложены общие (начальные) сведения по методологии, теоретическим и экспериментальным основаниям трибофатики. Предназначено для студентов механико-математического факультета БГУ. Может быть полезно магистрантам, аспирантам, преподавателям технических специальностей университетов. УДК 539.92(075.8)+620.178(075.8) ББК 22.251я73+34.41я73 ISBN 978-985-518-401-1 © Сосновский Л. А., Журавков М. А., Щербаков С. С., 2010 © БГУ, 2010 ПРЕДИСЛОВИЕ Как известно, университеты чутко реагируют на новые результаты в науке, вводя наиболее значимые из них в свои учебные планы и курсы. Поэтому недавно разработанный раздел механики, кратко называемый теперь трибофатика, стал учебным курсом сначала для инженеров-механиков БелГУТ, а затем, после накопления соответствующих теоретических решений, и для механиковматематиков БГУ. В настоящее время на механико-математическом факультете БГУ читается спецкурс «Фундаментальные и прикладные задачи трибофатики». Поскольку он представляется трудным для студентов, было решено написать пособие, задача которого – по возможности кратко, но доступно изложить методологические, теоретические и экспериментальные основы трибофатики, чтобы сформировать у студентов общее представление о новом и перспективном разделе механики. Авторы надеются, что данное пособие окажется также полезным для студентов – будущих инженеров-механиков из тех университетов страны, в которых изучается общий курс «Основы трибофатики». Авторы выражают глубокую признательность РУП «Гомельтранснефть Дружба» за финансовую поддержку издания книги. М. А. Журавков, доктор физико-математических наук, профессор, заведующий кафедрой теоретической и прикладной механики 1. ТРИБОФАТИКА КАК НАУЧНАЯ ДИСЦИПЛИНА Всякая научная дисциплина призвана и имеет своей целью понять и описать те или иные закономерности и особенности развития определенных явлений, ситуаций, событий, обусловленных существованием некоторых реальных или мыслимых объектов, которые обнаруживают специфические свойства [1]. Исходя из того соображения, что изучение нового объекта, как правило, порождает новую научную дисциплину, применительно к механике можно построить, следуя работам [1–3], иерархию объектов, ею исследуемых; на рис. 1.1 представлена ее сильно упрощенная схема (отсутствуют жидкая и газообразная среды и мн. др.). Когда некий материальный объект был мысленно представлен в виде безразмерной и бесструктурной точки, наделенной лишь способностью двигаться в пространстве и во времени по любой траектории и в любом направлении, – потребовалось рождение теоретической механики, чтобы понять и описать все многообразие движения такого физически нереального объекта. Предс