v~~ ~ •~~~; ~ ~c~ ~v.' u f o u ~ sju <

~UDt$~O~G~~ C bU:U~~U Jy71yS)O c>

~~ov~s ti~v ~ ~ °~ ~ ~

~~~~U ,1~

~~~_~~_

t'~~~0~

Å ~~~~ n,~ a~~n~yv ~'n ~'~sU~7j 1~~

~~b0,~ ~y~ ~ywdd~ -~~~~ ,.,,~,~ zSf~ ~~Up~~ sod ~v~UP~~ ~a~~~

t ~~ ~ y~ Q-- ~v.~ u ~~°uasS~~,n~sru ~~ C~

• 6v~ ► w~~

' Suo)G~ un a~71~~'vz~l J~ ~ö~~

~~~~n1'w v~p ~ s~~dd~~~ _ ~

~~~p>>~ ~ ! S~bdG~o~~_Z

/U

S v o1~ / ~~L

~-}' j~o~ 5 ,

o ~s 9 ^- c~~. - ; 7sF~;~vom /~n~~~ ~ xp

--~i

~~ ~I ~%J~,- ~,

~~~~~ö ~y:1~ ~ a~~~~10~~'ds

r,

c-~ t~ ~ ;

~fi'~ ~D~~

~~-~

i~- ~.

~: n

Spfö~ t~vd.G~~~n9 nn. l~agarcl

~~ syöarna.•

Mid►~.~ ~ ~.~uGQ,sPr,~~o~(k4~G(~s C~~crspr~clwr, Qc.~

KJ~r d~~~sPGn~; n~,~, P~; 6Glcs~d~~uv SIGGZ'e~ ~~rr ~Ii ~ S~a~ S c~

S~f~G ~C,er ter'.

—s

P~s~tsLc. sQånb~'~ n: ny

TENTAMEN I

RIBOMATERIAL10 mars 2004

Hjälpmedel: Papper, penna, kalkylator, Physics Handbook och Mathematical handbook, Betaeller motsvarande.

Lös endast ett problem per blad. Vid frågor av typen "Varför får man ett motstånd motglidning mellan två ytor?" så ger inte svaret "Pga friktion" många poäng. Svara zstället både

med namnet på fenomenet och med en enkel fysikalisk/teknisk beskrivning.

OBS! Svara så att även den som inte själv kan svaret kan förstå. Skriv klara och rimligtvälformulerade svar. Jag fyller inte i utelämnade ord och tankar, eller sorterar franc det somär rätt och bortser från det som är fel. Med andra ord: alltför långa svar soon innehåller en

del riktiga påståenden inblandat i felaktigheter eller oklarheter ger inga poäng!

Skriv namn på alla bladen. Lycka till!

Ett plogskärsstål anges ha nötningskoefficienten 10-3 vid plogning i Upplandsslättenskärva lerjordar. Under höstplogningen trycks plogen 20 cm ned i leran och leransbromsande kraft mot plogen blir typiskt 1200 N. Plogstålet är 50 cm långt, 5 mm tjockt,har E-modulen 210 GPa och är 3 GPa hårt. (Antag att nötningen fördelar sig jämt överden delen av plogen som tryckts ned i leran och gör andra eventuella lämpligaförenklingar och antaganden.)a) Hur långt kan man plöja innan plogen är genomnött? 2b) Troliga nötningsmekanismer? 1c) Efter att ha letat grundligt finner man att nötningspartiklarna är omkring 1000 y~m3stora. Hur långt går plogen i snitt mellan varje nötningspartikel som bildas? 1

2. Rita upp en Sriibeckkurva och sätt ut storheter på axlarna. Namnge de smörjningsregimersom kan särskiljas och ungefärliga värden på friktionskoefficienten inom dessa. 2

3. I en fettsmord lagerkonstruktion med glidande kontakt mellan en stålaxel och en bronsytaråkar det kommain hårda sandpartiklar. Vad händer? Vilken blir nötningsmekanismen(mekanismerna)? Nöts båda ytorna med samma mekanism? Vilken yta nöts mest? 2

4. Ge en fysikalisk tolkning av nötninskoefficienten Kvid a) adhesiv nötning vid glidandekontakt, b) abrasiv nötning. 2

5. Abrasion av keramer kan ske med två helt olika mekanismer. Beskrivmaterialavverkningsmekansismen i de båda fallen samt ange vilken mekanism som ärallvarligast samt vad som avför vilken mekanism som dominerar. 2

6. Redogör kortfattat för fenomenet fretting. 2

7. Vid ett försök med rullning av två minigolfbollar av olika gummikvalitet på plant, hårtunderlag stannar den ena mycket snabbare än den andra; rullfriktionen är höge. Huruppkommer rullfriktionen i detta fall? Beskriv fenomenet både på "materialnivå" och hurdetta resulterar i en bromsande kraft. 2

8. Beskriv tydligt och logiskt de mekanismer som förklarar de klassiska friktionslagarna;Friktionskoefficienten är oberoende av nominella kontaktytan och Friktionskoefficientenär oberoende av lasten 3

9. Nedanstående diagram visar resultatet från ett friktionsexperiment med homogena ochbelagda material (en stålpinne mot silver i homogen form respektive stålpinne motsilverskikt på samma stål). Silvret har hårdheten 650 MPa.

Mot det belagda materialet fås ett minimivärde i friktionstalet. Hur uppkommer detta(beskriv fysiken tydligt)? Hur stort är det? Uppskatta stålets hårdhet.

A Stålpinne mot silver

D Stålpinne mot silverskikt på stål

10C7

z 60.~.~ 4w

2

0

• e

o0~ ~o

a' Q

~~ D

e~0004eaoaQ°

o s io is Zo zsLast [N]

Ringa in alla rätta alternativ till följande flervalsfrågor.Poängsättningen: Helt rätt svar ger 1 p, alla andra svar ger 0 p!

10. För kontakt mellan två lika metaller minskar risken för plastisk deformation vida) höjd E-modul. b) sänkt E-modul c) förbättrad ytjämnhet. d) höjd hårdhet

11. Du utför ett erosionsförsök där luftburna sandpartiklar eroderar en 1 crn2 storaluminiumoxidyta vid vinkelrätt (90°) infall. Efter 1 timmes erosion uppmätte du 14 mgviktsförlust. Vilket av följande värden är troligast efter 1 timmes erosion vid 30 ° infalls-vinkel (samma dos infallande partiklar): a) 0 mg, b) 4 mg, c) 14 mg, d) 24 mg?

12. En sfäriskt rundad stålspets dras över en kopparyta. Vid lasten 0.1 N uppmättes friktions-kraften 0.03 N. Vilken avföljande friktionskrafter är troligast vid 0.5 N last:a)0.03N,b)0.12c)O.15N,d)0.3N,e)0.82?

5

Lycka till, önskar Staffan!