Соединение в шероховатой плоскости и осесимметричных контактах со специальным покрытием

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Имеются некоторые свидетельства того, что в определенных случаях контакт шероховатых упругих тел является многосвязным, т.е. в нем имеются области, где контактные поверхности находятся на расстоянии друг от друга, а контактное давление равно нулю. Вопрос о соединении в шероховатых упругих контактах представляет как теоретический, так и практический интерес, особенно для уплотнений. В этой статье мы расширяем ранее проведенный анализ шероховатых контактов без покрытий в плоских и осесимметричных композициях на случаи плоских и осесимметричных шероховатых упругих контактов со специальными покрытиями и сравниваем наши результаты. Основная цель работы — получить точные аналитические решения для плоских и осесимметричных шероховатых упругих контактов со специальным покрытием и проанализировать их свойства, такие как контактная связность и гладкость контактного давления, по сравнению с гладостью профиля шероховатости поверхности. Эта цель достигается за счет использования разложений решения в ортогональные многочлены Чебышева и Лежандра. Был определен диапазон контактных параметров, для которых контакты односвязны.

Об авторах

Илья Исидорович Кудиш

ILRIMA Consulting, Inc.

Автор, ответственный за переписку.
Email: ilyakudish@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-8308-235X
США, 49759 Мичиган , г. Миллерсберг

Список литературы

  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).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML


Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

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).