Models of discrete contact of elastic bodies taking into account adhesion forces

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

The paper presents formulations and solutions of periodic contact problems for an elastic half-plane and an elastic half-space taking into account the adhesive interaction of contacting bodies’ surfaces. To describe the adhesive forces in the gap between the surfaces, an approximation of the adhesive potential in the form of a piecewise constant function (the Maugis–Dugdale approximation) is used. The dependences of the real contact area, as well as the approach of bodies on the nominal pressure, the parameters of adhesive potential, and the surface relief parameters of the indenting body are investigated. The obtained solutions are compared with the results following from the Johnson, Kendall, Roberts (JKR) model based on the use of a simplified form of the adhesive potential. An analysis of energy dissipation in the surfaces approach–retraction cycle is carried out, and the influence of the parameters of surface microrelief on this contact interaction characteristic is estimated.

作者简介

I. Goryacheva

Ishlinsky Institute for Problems in Mechanics of the RAS

编辑信件的主要联系方式.
Email: goryache@ipmnet.ru
Moscow, Russia

Y. Makhovskaya

Ishlinsky Institute for Problems in Mechanics of the RAS

Email: makhovskaya@mail.ru
Moscow, Russia

I. Tsukanov

Ishlinsky Institute for Problems in Mechanics of the RAS

Email: ivan.yu.tsukanov@gmail.com
Moscow, Russia

参考

  1. Johnson K.L., Kendall K., Roberts A.D.Surface energy and the contact of elastic solids // Proc. Roy. Soc. London A, 1971, vol. 324, pp. 301–313.
  2. Johnson K.L., Greenwood J.A.An adhesion map for the contact of elastic spheres // J. Coll.&Interface. Sci., 1997, vol. 192, pp. 326–333.
  3. Tabor D.Surface forces and surface interactions // J. Coll.&Interface. Sci., 1977, vol. 58, no. 2, pp. 13.
  4. Derjaguin B.V., Muller V.M., Toporov Yu.P.Effect of contact deformation on the adhesion of particles // J. Coll.&Interface Sci., 1975, vol. 53, no. 2, pp. 314–326.
  5. Goryacheva I.G.Mechanics of Frictional Interaction. Moscow: Nauka, 2001. 478 p. (in Russian)
  6. Johnson K.L.The adhesion of two elastic bodies with slightly wavy surfaces // lnt. J. Solids& Struct., 1995, vol. 32, no. 3/4, pp. 423–430.
  7. Westergaard H.M.Bearing pressures and cracks // J. Appl. Mech. T. ASME, 1939, vol. 6, pp. 49–52.
  8. Koiter W.An infinite row of collinear cracks in an infinite elastic sheet // Ingng Arch., 1959, vol. 28, pp. 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, vol. 39, no. 11, pp. 1195–1214.
  10. Maugis D.Adhesion of spheres: The JKR-DMT transition using a Dugdale model // J. Coll.&Interface Sci., 1991, vol. 150, pp. 243–269.
  11. Johnson K.L.Contact Mechanics. Cambridge: Univ. Press, 1985. XII+452 p.
  12. Makhovskaya Y.Y. The sliding of viscoelastic bodies when there is adhesion // JAMM, 2005, vol. 69, no. 2, pp. 305–314.
  13. Tsukanov I.Yu.Thermoelastic instability when heterogeneous materials with different properties sliding over a rigid surface // Rus. Engng. Res., 2022, vol. 42, no. 1, pp. 44–48.
  14. Kuznetsov Ye.A.Effect of fluid lubricant on the contact characteristics of rough elastic bodies in compression // Wear, 1985, vol. 102, pp. 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, vol. 56–57, pp. 258–264.
  16. Maugis D.Contact, Adhesion and Rupture of Elastic Solids. 2000. 414 p.
  17. Goryacheva I G., Makhovskaya Y.Y. Adhesive interaction of elastic bodies // JAMM,2001, vol. 65, no. 2, pp. 273–282.
  18. Goryacheva I., Makhovskaya Y.Discrete Contact Mechanics with Applications in Tribology. Elsevier Inc., 2022. 220 p.
  19. Makhovskaya Yu.Yu.Discrete contact of elastic bodies in the presence of adhesion // Mech. Solids, 2003, vol. 38, no. 2, pp. 39–48.
  20. Goryacheva I., Makhovskaya Yu.A model of the adhesive component of the sliding friction force // Wear, 2011, vol. 270, pp. 628–633.
  21. Soldatenkov I.A.The use of the method of successive approximations to calculate an elastic contact in the presence of molecular adhesion // JAMM, 2012, vol. 76, no. 5, pp. 597–603.
  22. Soldatenkov I.A. Contact Problem with bulk-applied intermolecular interaction forces: a simplified solution method (two-level model) // Mech. Solids, 2019, vol. 54, no. 2, pp. 303–310.
  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. Coll.&Interface Sci., 1980, vol. 77, no. 1, pp. 91–101.
  24. Goryacheva I., Makhovskaya Yu.A model of the adhesive component of the sliding friction force // Wear, 2011, vol. 270, pp. 628–633.
  25. Goryacheva I.G., Makhovskaya Y.Y.Adhesive resistance in the rolling of elastic bodies // JAMM, 2007, vol. 71, no. 4, pp. 485–493.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载

版权所有 © Russian Academy of Sciences, 2025

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».