Модели дискретного контакта упругих тел с учетом сил адгезии

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Представлены постановки и решения периодических контактных задач для упругой полуплоскости и упругого полупространства с учетом адгезионного взаимодействия поверхностей контактирующих тел. Для описания сил адгезионного взаимодействия в зазоре между поверхностями используется аппроксимация адгезионного потенциала в виде кусочно-постоянной функции (аппроксимация Можи–Дагдейла). Исследованы зависимости размера области фактического контакта, а также сближения тел при нагружении от величины номинального давления, параметров адгезионного потенциала и параметров рельефа поверхности внедряемого тела. Полученные решения сравниваются с результатами, следующими из модели Джонсона, Кендалла, Робертса (ДКР), основанной на использовании упрощенной формы адгезионного потенциала. Проведен анализ диссипации энергии в цикле сближение–удаление поверхностей и оценено влияние на эту характеристику контактного взаимодействия параметров микрорельефа поверхностей.

Об авторах

И. Г. Горячева

Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: goryache@ipmnet.ru
Москва, Россия

Ю. Ю. Маховская

Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского РАН

Email: makhovskaya@mail.ru
Москва, Россия

И. Ю. Цуканов

Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского РАН

Email: ivan.yu.tsukanov@gmail.com
Москва, Россия

Список литературы

  1. Johnson K.L., Kendall K., Roberts A.D. Surface energy and the contact of elastic solids // Proc. Roy. Soc. London A. 1971. V. 324. P. 301–313.
  2. Johnson K.L., Greenwood J.A. An adhesion map for the contact of elastic spheres // J. Coll.&Interface. Sci. 1997. V. 192. P. 326–333.
  3. Tabor D. Surface forces and surface interactions // J. Coll.&Interface. Sci. 1977. V. 58. № 2.P. 13.
  4. Derjaguin B.V., Muller V.M., Toporov Yu.P. Effect of contact deformation on the adhesion of particles // J. Colloid&Interface Sci. 1975. V. 53. № 2. P. 314–326.
  5. Горячева И.Г. Механика фрикционного взаимодействия. М.: Наука, 2001. 478 с.
  6. Johnson K.L. The adhesion of two elastic bodies with slightly wavy surfaces. // Int. J. Solids& Struct. 1995. V. 32. № 3/4. P. 423–430.
  7. Westergaard H.M. Bearing pressures and cracks // J. Appl. Mech. T. ASME. 1939. V. 6. P. 49–52.
  8. Koiter W. An infinite row of collinear cracks in an infinite elastic sheet // Ingng Arch. 1959. V. 28. P. 168–172.
  9. Hui C.Y., Lin Y.Y., Baney J.M., Kramer E.J. The mechanics of contact and adhesion of periodically rough surfaces // J. Polym. Sci. Pt. B: Polym. Phys. 2001. V. 39. № 11. P. 1195–1214.
  10. Maugis D. Adhesion of spheres: The JKR-DMT transition using a Dugdale model // J. Colloid&Interface Sci.1991. V. 150. P. 243–269.
  11. Джонсон К. Механика контактного взаимодействия. М.: Мир, 1989. 510 с.
  12. Маховская Ю.Ю. Скольжение вязкоупругих тел при наличии адгезии // ПММ. 2005. Т. 69. Вып. 2. С. 334–344.
  13. Цуканов И.Ю. Термоупругая неустойчивость при скольжении неоднородных материалов с разными теплофизическими свойствами // Вестн. машиностр. 2021. № 10. С. 61–65.
  14. Kuznetsov Ye.A. Effect of fluid lubricant on the contact characteristics of rough elastic bodies in compression // Wear. 1985. V. 102. P. 177–194.
  15. Greenwood J.A. On the almost-complete contact of elastic rough surfaces: The removal of tensile patches // Int. J. Solids&Struct. 2015. V. 56–57. P. 258–264.
  16. Maugis D. Contact, Adhesion and Rupture of Elastic Solids. 2000. 414 p.
  17. Горячева И.Г., Маховская Ю.Ю. Адгезионное взаимодействие упругих тел // ПММ. 2001. Т. 65. № 2. С. 279–279.
  18. Goryacheva I., Makhovskaya Y. Discrete Contact Mechanics with Applications in Tribology. Elsevier Inc., 2022. 220 p.
  19. Маховская Ю.Ю. Дискретный контакт упругих тел при наличии адгезии // Изв. РАН. МТТ. 2003. № 2. С. 49–60.
  20. Goryacheva I., Makhovskaya Yu. A model of the adhesive component of the sliding friction force // Wear. 2011. V. 270. P. 628–633.
  21. Солдатенков И.А. Применение метода последовательных приближений к расчету упругого контакта при наличии молекулярной адгезии // ПММ. 2012. Т. 76. Вып. 5. С. 734–743.
  22. Солдатенков И.А. Контактная задача при объемном приложении сил межмолекулярного взаимодействия: упрощенный метод решения (двухуровневая модель) // ПММ. 2019. Т. 83. Вып. 2. С. 314–322.
  23. Muller V.M., Yushchenko V.S., Derjaguin B.V. On the influence of molecular forces on the deformation of an elastic sphere and its sticking to a rigid plane // J. Colloid&Interface Sci. 1980. V. 77. № 1. P. 91–101.
  24. Goryacheva I., Makhovskaya Yu. A model of the adhesive component of the sliding friction force // Wear. 2011. V. 270. P. 628–633.
  25. Горячева И.Г., Маховская Ю.Ю. Адгезионное сопротивление при качении упругих тел // ПММ. 2007. Т. 71. Вып. 4. С. 534–543

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).