Connectivity in a rough plane and axially symmetric contacts with a special coating

封面

如何引用文章

全文:

详细

There is some evidence that in certain cases a contact of rough elastic solids is multiply connected, i.e. have regions in it where contact surfaces are apart from each other and the contact pressure is zero. The issue of the connectivity in rough elastic contacts has both theoretical and practical interest, especially for seals. In this paper, we extend the earlier conducted analysis of rough contacts without coatings in plane and axially symmetric formulations on the cases of plane and axially symmetric rough elastic contacts with special coatings and compare our findings. The main goal of the paper is to obtain the exact analytical solutions of plane and axially symmetric rough elastic contacts with a special coating and analyze their properties such as contact connectivity and contact pressure smoothness compared to the smoothness of the surface roughness profile. This goal is achieved by using solution expansions in Chebyshev and Legendre orthogonal polynomials. A range of contact parameters has been determined for which the contacts are connected individually.

作者简介

Ilya Kudish

ILRIMA Consulting, Inc.

编辑信件的主要联系方式.
Email: ilyakudish@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-8308-235X
Millersburg, MI 49759, USA

参考

  1. Greenwood J. A., Williamson J. B. P. Contact of nominally flat surfaces. Proceedings of the Royal Society А: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, 1966, vol. 295 (1442), pp. 300–319. https://doi.org/10.1098/rspa.1966.0242
  2. Ciavarella M., Delfine V., Demelio G. A “re-vitalized” Greenwood and Williamson model of elastic contact between fractal surfaces. Journal of the Mechanics and Physics of Solids, 2006, vol. 54, iss. 12, pp. 2569–2591. https://doi.org/10.1016/j.jmps.2006.05.006
  3. Dundurs J., Tsai K. C., Keer L. M. Contact between elastic bodies with wavy surfaces. Journal of Elasticity, 1973, vol. 3, iss. 2, pp. 109–115. https://doi.org/10.1007/BF00045817
  4. Manners W. Partial contact between elastic surfaces with periodic profiles. Proceedings of the Royal Society А: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, 1998, vol. 454 (1980), pp. 3203–3221. https://doi.org/10.1098/rspa.1998.0298
  5. Manners W. Pressure required to flatten an elastic random rough profile. International Journal of Mechanical Sciences, 2000, vol. 42, iss. 12, pp. 2321–2336. https://doi.org/10.1016/S0020-7403(99)00098-3
  6. Block J. M., Keer L. M. Periodic contact problems in plane elasticity. Journal of Mechanics of Materials and Structures, 2008, vol. 3, iss. 7, pp. 1207–1237. http://dx.doi.org/10.2140/jomms.2008.3.1207
  7. Waters J. F., Lee S., Guduru P. R. Mechanics of axisymmetric wavy surface adhesion: JKR–DMT transition solution. International Journal of Solids and Structures, 2009, vol. 46, iss. 5, pp. 1033–1042. https://doi.org/10.1016/j.ijsolstr.2008.10.013
  8. Johnson K. L., Kendall K., Roberts A. D. Surface energy and the contact of elastic solids. Proceedings of the Royal Society А: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, 1971, vol. 324 (1558), pp. 301–313. https://doi.org/10.1098/rspa.1971.0141
  9. Derjaguin B. V., Muller V. M., Toporov Yu. P. Effects of contact deformations on the adhesion of particles. Journal of Colloid and Interface Science, 1975, vol. 53, iss. 2, pp. 314–326. https://doi.org/10.1016/0021-9797(75)90018-1, EDN: ZYQZQX
  10. Kalker J. J. Three-Dimensional Elastic Bodies in Rolling Contact. Solid Mechanics and Its Applications, vol. 2. Kluwer, Dordrecht, The Netherlands, 1990. 314 p. https://doi.org/10.1007/978-94-015-7889-9
  11. Ciavarella M., Demelio G., Barber J. R., Jang Y. H. Linear elastic contact of the Weierstrass profile. Proceedings of the Royal Society of London. A, 2000, vol. 456, pp. 387–405. https://doi.org/10.1098/rspa.2000.0522
  12. Kudish I. I., Cohen D. K., Vyletel B. Perfect mechanical sealing in rough elastic contacts: Is it possible? Journal of Applied Mechanics, 2013, vol. 80, iss. 1, art. 014504. https://doi.org/10.1115/1.4007085
  13. Kudish I. I., Cohen D. K., Vyletel B. Surface roughness and contact connectivity. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part J: Journal of Engineering Tribology, 2014, vol. 228, iss. 7, pp. 735–744. https://doi.org/10.1177/1350650114528169
  14. Kudish I. I. Connectivity of rough contacts in plane and axially symmetric cases. Mechanics Research Communications, 2022, vol. 124, art. 103941. https://doi.org/10.1016/j.mechrescom.2022.103941
  15. Kudish I. I., Covitch M. J. Modeling and Analytical Methods in Tribology. Chapman & Hall/CRC, 2010. 928 p. https://doi.org/10.1201/9781420087024
  16. Abramowitz M., Stegun I. (eds.) Handbook of Mathematical Functions with Formulas, Graphs, and Mathematical Tables. Applied Mathematics Series, vol. 55 (Ninth reprint with additional corrections of tenth original printing with corrections (December 1972); first ed.). Washington D.C., New York, US Dept. of Commerce, Nat. Bur. of Stand.; Dover Publications, 1983. 1059 p.
  17. Popov G. Ya. Elastic Stress Concentration Near Indentors Cuts, Thin Inclusions and Stringers. Moscow, Nauka, 1982. 344 p. (in Russian).

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载


Creative Commons License
此作品已接受知识共享署名 4.0国际许可协议的许可

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».