Вышедшие номера
Home » Журнал технической физики » Год 2021, выпуск 4 » Статья стр. 689
<<<
Гистерезис в адгезионном контакте при изменении направления сдвига: эксперимент и феноменологическая модель
DOI: 10.21883/JTF.2021.04.50634.197-20
Немецкое научно-исследовательское сообщество (DFG - Deutsche Forschungsgemeinschaft), PO 810-55-1
Ляшенко Я.А. 1,2, Попов В.Л. 1,3,4
1Берлинский технический университет, Берлин, Германия
2Сумский государственный университет, Сумы, Украина
3Национальный исследовательский Томский государственный университет, Томск, Россия
4Институт физики прочности и материаловедения СО РАН, Томск, Россия
Email: i.liashenko@tu-berlin.de, v.popov@tu-berlin.de
Поступила в редакцию: 8 июня 2020 г.
В окончательной редакции: 5 ноября 2020 г.
Принята к печати: 6 ноября 2020 г.
Выставление онлайн: 15 декабря 2020 г.
PDF версия
Предложена феноменологическая модель, описывающая гистерезисное поведение в адгезионном контакте между мягким эластомером и жестким индентором при изменении направления сдвига индентора. Модель учитывает возрастание контактной прочности с увеличением времени контакта. Получены зависимости упругой силы и радиуса контакта от глубины индентирования. Показано, что адгезионная прочность контакта увеличивается с ростом глубины индентирования. Проведен эксперимент по вдавливанию стального сферического индентора в лист резины фиксированной толщины. Показано качественное совпадение экспериментальных и теоретических результатов. Ключевые слова: адгезия, метод редукции размерности (MDR), гистерезис, поверхностная энергия, индентирование, упрочнение, эластомер.
  1. S. Gorb. Adhesion and friction in biological systems (Springer, Netherlands, 2012)
  2. M. Ciavarella, J. Joe, A. Papangelo, J.R. Barber. J. Roy. Soc. Interface, 16 (151), 20180738 (2019). DOI: 10.1098/rsif.2018.0738
  3. P. Schmitt, D. Eberlein, C. Ebert, M. Tranitz, I. Eitner, H. Wirth. Energy Proced., 38, 380 (2013). DOI: 10.1016/j.egypro.2013.07.293
  4. A.I. Dmitriev, A.Y. Nikonov, W. Osterle. Lubricants, 4 (3), 24 (2016). DOI: 10.3390/lubricants4030024
  5. G. Carbone, E. Pierro, S.N. Gorb. Soft Matter, 7 (12), 5545 (2011). DOI: 10.1039/C0SM01482F
  6. K.L. Johnson, K. Kendall, A.D. Roberts. Proc. Royal Soc. Lond. A, 324 (1558), 301 (1971). DOI: 10.1098/rspa.1971.0141
  7. B.V. Derjaguin, V.M. Muller, Y.P. Toporov. J. Colloid Interf. Sci., 53 (2), 314 (1975). DOI: 10.1016/0021-9797(75)90018-1
  8. D. Maugis. J. Colloid Interf. Sci., 150 (1), 243 (1992). DOI: 10.1016/0021-9797(92)90285-T
  9. E. Popova, V.L. Popov. Phys. Mesomech., 21 (1), 1 (2018). DOI: 10.1134/S1029959918010010
  10. J. Joe, J.R. Barber, M.D. Thouless. Front. Mech. Eng., 6, 31 (2020). DOI: 10.3389/fmech.2020.00031
  11. W. Deng, H. Kesari. Sci. Rep., 9, 1639 (2019). DOI: 10.1038/s41598-018-38212-z
  12. L. Pastewka, M.O. Robbins. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 111 (9), 3298 (2014). DOI: 10.1073/pnas.1320846111
  13. R.W. Style, С. Hyland, R. Boltyanskiy, J.S. Wettlaufer, E.R. Dufresne. Nat. Commun., 4, 2728 (2013). DOI: 10.1038/ncomms3728
  14. S. Karpitschka, L. van Wijngaarden, J.H. Snoeijer. Soft Matter, 12 (19), 4463 (2016). DOI: 10.1039/C5SM03079J
  15. J. Long, G. Wang, X. Feng, S. Yu. Int. J. Solids. Struct., 84, 133 (2016). DOI: 10.1016/j.ijsolstr.2016.01.021
  16. A. Papangelo, J. Scheibert, R. Sahli, G. Pallares, M. Ciavarella. Phys. Rev. E, 99 (5), 053005 (2019). DOI: 10.1103/PhysRevE.99.053005
  17. J. Scheibert, R. Sahli, M. Peyrard. Front. Mech. Eng., 6, 18 (2020). DOI: 10.3389/fmech.2020.00018
  18. B. Lorentz, A. Albers. Tribol. Int., 59, 259 (2013). DOI: 10.1016/j.triboint.2012.08.023
  19. A.I. Dmitriev, A.Y. Nikonov, W. Osterle. Lubricants, 6 (2), 43 (2018). DOI: 10.3390/lubricants6020043
  20. J.F. Waters, P.R. Guduru. Proc. Roy. Soc. A, 466 (2117), 1303 (2010). DOI: 10.1098/rspa.2009.0461
  21. J.F. Waters, P.R. Guduru. Proc. Roy. Soc. A, 467 (2132), 2209 (2011). DOI: 10.1098/rspa.2010.0617
  22. J.F. Waters, J. Kalow, H. Gao, P.R. Guduru. J. Adhesion, 88 (2), 134 (2012). DOI: 10.1080/00218464.2012.648061
  23. J.F. Waters, H.J. Gao, P.R. Guduru. J. Adhesion, 87 (3), 194 (2011). DOI: 10.1080/00218464.2011.557325
  24. I.A. Lyashenko, V.L. Popov. AIP Conf. Proc., 2167 (1), 020201 (2019). DOI: 10.1063/1.5132068
  25. Я.А. Ляшенко, В.Л. Попов. ЖТФ, 90 (10), 1769 (2020). DOI: 10.21883/JTF.2020.10.49812.57-20 [I.A. Lyashenko, V.L. Popov. Tech. Phys., 65 (10), 1695 (2020). DOI: 10.1134/S1063784220100126]
  26. I. Argatov. Fact. Univ. Ser. Mech. Eng., 17 (2), 181 (2019). DOI: 10.22190/FUME190330024A
  27. V.L. Popov, M. Heb, E. Willert. Handbook of contact mechanics: exact solutions of axisymmetric contact problems (Springer, Berlin, 2019) DOI: 10.1007/978-3-662-58709-6
  28. M. Heb. Uber die exakte Abbildung ausgewahlter dreidimensionaler Kontakte auf Systeme mit niedrigerer raumlicher Dimension (Cuvillier Verlag, Berlin, 2011) ISBN: 978-3869558233
  29. I.A. Lyashenko, Z.M. Liashenko. Ukr. J. Phys., 65 (3), 205 (2020). DOI: 10.15407/ujpe65.3.205
  30. Z. Liu, H. Lu, Y. Zheng, D. Tao, Y. Meng, Y. Tian. Sci. Rep., 8, 6147 (2018). DOI: 10.1038/s41598-018-24587-6
  31. V.L. Popov. AIP Conf. Proc., 2167 (1), 020286 (2019). DOI: 10.1063/1.5132153
  32. S. Dalvi, A. Gujrati, S.R. Khanal, L. Pastewka, A. Dhinojwala, T.D.B. Jacobs. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 116 (51), 25484 (2019). DOI: 10.1073/pnas.1913126116
  33. Q. Li, R. Pohrt, V.L. Popov. Front. Mech. Eng., 5, 7 (2019). DOI: 10.3389/fmech.2019.00007
  34. H. Kesari, J.C. Doll, B.L. Pruitt, W. Cai, A.L. Lew. Philos. Mag. Lett., 90 (12), 891 (2010). DOI: 10.1080/09500839.2010.521204
  35. Я.А. Ляшенко, В.Л. Попов. Письма в ЖТФ, 46 (21), 44 (2020). DOI: 10.21883/PJTF.2020.21.50197.18431 [I.A. Lyashenko, V.L. Popov. Tech. Phys. Lett., 46 (11), 1092 (2020). DOI: 10.1134/S1063785020110097]
  36. Электронный ресурс. Режим доступа: https://www.k-tanac.co.jp/crystalnone
  37. Q. Li, R. Pohrt, I.A. Lyashenko, V.L. Popov. P.I. Mech. Eng. J.-J. Eng., 234 (1), 73 (2020). DOI: 10.1177/1350650119854250
  38. J.A. Greenwood. Tribol. Lett., 65, 159 (2017). DOI: 10.1007/s11249-017-0938-1
  39. I.A. Lyashenko, R. Pohrt. Front. Mech. Eng., 6, 49 (2020). DOI: 10.3389/fmech.2020.00049
  40. A. Papangelo. Facta Univ. Ser. Mech. Eng., 16, 19 (2018). DOI: 10.22190/FUME180102008P
  41. H. Hertz. J. fur die reine Angew. Math., 92, 156 (1882). DOI: 10.1515/crll.1882.92.156
  42. В.Р. Регель, А.И. Слуцкер, Э.Е. Томашевский. Кинетическая природа прочности твердых тел (Наука, М., 1974)
  43. В.А. Петров, А.Я. Башкарев, В.И. Веттегрень. Физические основы прогнозирования долговечности конструкционных материалов (Политехника, СПб., 1993)
  44. V.L. Popov. Preprints, 2020030131 (2020). DOI: 10.20944/preprints202003.0131.v1
  45. I. Argatov, M. Heb, V.L. Popov. ZAMM --- J. Appl. Math. Mech., 98 (4), 622 (2018). DOI: 10.1002/zamm.201700213

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2025 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme