OBRABOTKAMETALLOV Vol. 27 No. 2 2025 233 MATERIAL SCIENCE статистических и численных методов. Установлено, что материал M1 демонстрирует наибольшую скорость изнашивания при высоких нагрузках и температурах, в то время как М3 обладает умеренной износостойкостью. Материал M2 проявляет превосходную износостойкость, термическую стабильность и низкую чувствительность к изменению рабочих условий. Комбинирование экспериментального и численного подходов создает надежную основу для оценки и прогнозирования трибологического поведения композиционных материалов, позволяя преодолеть ограничения, связанные с временными и ресурсными затратами на проведение экспериментов, и обеспечивает возможность прогнозирования характеристик материалов с высокой точностью и надежностью. На основании полученных результатов можно сформулировать следующие выводы. 1. Экспериментальные исследования и численное моделирование показали, что материал M2, представляющий собой ПТФЭ с 25%-м содержанием углерода, превосходит по износостойкости чистый ПТФЭ (M1) и ПТФЭ с 20%-м содержанием стекла (M3) в различных условиях эксплуатации. При высокой нагрузке (200 Н), скорости вращения (700 об/мин) и температуре (130 °C) удельная скорость изнашивания материала M2 составила всего 3,1091·10⁻5 мм3/Н·м, что соответствует снижению износа на 93,6 % по сравнению с M1 и на 71 % по сравнению с M3. 2. Результаты численного моделирования с использованием модели износа Арчарда демонстрируют хорошее соответствие экспериментальным данным, особенно для материала M2, для которого расхождения не превышают 10 % в умеренных условиях. Для материала M3 наблюдается переоценка износа в диапазоне 10–15 %, в то время как материал M1 демонстрирует значительные расхождения с экспериментальными данными, что обусловлено его термическим размягчением при повышенных нагрузках и температурах. Это подчеркивает важность армирования материала для повышения его устойчивости к износу. 3. Материал M1, обладая наименьшей износостойкостью, проявляет высокую чувствительность к нагрузке и температуре, что связано с его низкой механической прочностью. Материал M3 демонстрирует умеренные характеристики износа, однако его удельная скорость изнашивания значительно превышает аналогичный показатель для M2 в экстремальных условиях. Материал M2, характеризующийся превосходной устойчивостью под нагрузкой, термической стабильностью и стабильными характеристиками, является наиболее перспективным материалом для трибологических применений, связанных с высокими нагрузками. Оптимизация рабочих параметров, заключающаяся в поддержании нагрузки на уровне 160 Н, скорости скольжения 451 об/мин и температуры 130 °C, позволяет минимизировать износ и подтверждает эффективность эмпирических моделей для прогнозирования трибологического поведения материалов. Список литературы 1. Rojacz H., Maierhofer D., Piringer G. Environmental impact evaluation of wear protection materials // Wear. – 2025. – Vol. 560–561. – P. 205612. – DOI: 10.1016/j.wear.2024.205612. 2.Global energy consumption due to friction and wear in the mining industry / K. Holmberg, P. KivikytöReponen, P. Härkisaari, K. Valtonen, A. Erdemir // Tribology International. – 2017. – Vol. 115. – P. 116– 139. – DOI: 10.1016/j.triboint.2017.05.010. 3. Bhushan B., Wilcock D.F. Wear behavior of polymer compositions in dry reciprocating sliding // Wear. – 1982. – Vol. 75 (1). – P. 41–70. – DOI: 10.1016/0043-1648(82)90139-9. 4. Eff ect of fi brous fi ller on friction on wear of PTFE composite under dry and wet condition / H. Wang, X. Feng, Y. Shi, X. Lu // China Particuology. – 2007. – Vol. 5 (6). – P. 414–419. – DOI: 10.1016/j. cpart.2007.08.003. 5. Shangguan Q., Cheng X. Eff ect of rare earth on tribological properties of carbon fi ber reinforced PTFE composites // Journal of Rare Earths. – 2007. – Vol. 25. – P. 469–473. – DOI: 10.1016/S1002-0721(07)60458-X. 6. Khedkar J., Negulescu I., Meletis E.I. Sliding wear behavior of PTFE composites // Wear. – 2002. – Vol. 252 (5–6). – P. 361–369. – DOI: 10.1016/S00431648(01)00859-6. 7. A review on wear prediction models of polymers / R. Mule, A. Deshpande, U. Verma, S. Gumaste, P. Kulkarni, J. Shah, A. Kulkarni // Transactions on Innovations in Science & Technology. – 2021. – Vol. 5 (2). – P. 278–282. 8. Satkar A.R., Mache A., Kulkarni A. Numerical investigation on perforation resistance of glass-carbon/ epoxy hybrid composite laminate under ballistic impact //
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1