ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Адгезия сухих поверхностей из "Механика фрикционного взаимодействия " Рассмотрим теперь взаимодействие двух упругих тел, обладающих поверхностной энергией (рис. 2.7,а). Полагаем, что тела осесимметричны и зазор в недеформированном состоянии описывается степенной функцией /(г) = /i(r) + /2(1 ) = Сг . Тела прижаты друг к другу внешней силой Р. [c.97] Это соотношение совпадает с (2.6), если положить 7 = 2а. [c.98] Смещение Uz r) границы упругих тел от действия на неё давления р г) определяется, как и прежде, соотношением (2.11). Кроме того, выполняется условие равновесия (2.12). [c.98] Таким образом, система уравнений и граничные условия в задаче о взаимодействии упругих тел с учётом их поверхностной энергии при сделанном предположении об аппроксимации функции Леннарда-Джонса кусочно-постоянной функцией является частным случаем системы, полученной при изучении капиллярной адгезии. Следовательно, построенные в 2.2 решения могут быть использованы и для анализа контактных характеристик при взаимодействии упругих тел, характеризуемых поверхностной энергией 7. При этом в полученных решениях следует положить (7 = 7/2. [c.98] Заметим, что сила Р при отсутствии контакта является отрицательной величиной, т.е. Р 0. [c.99] Величина 6, соответствующая состоянию, при котором поверхности соприкасаются в одной точке (/i(0) = 0), находится из уравнения (2.21). [c.99] Заметим, что уравнение (2.46) при а = О совпадает с уравнением (2.21), которое служит для определения величины 6, соответствующей точечному контакту поверхностей. [c.99] Полученные соотношения были использованы для анализа зависимости контактных характеристик от параметров Сип, определяющих форму поверхностей, приведённого модуля упругости Е взаимодействующих тел, характеристик потенциала адгезионного взаимодействия поверхностей ро и 7, а также от величины приложенной нагрузки Р. [c.99] Результаты расчётов позволили установить, что наличие адгезии, связанной с молекулярным взаимодействием поверхностей, приводит к эффектам, аналогичным имеющим место при капиллярной адгезии наличие отрицательных давлений в контакте, увеличение размера области контакта, неоднозначность определения контактных характеристик при отрицательных значениях силы. Кроме того, зависимость нагрузки, действующей на тела, от расстояния между ними является немонотонной и неоднозначной. Это иллюстрируется рис. 2.8,а, где приведены графики безразмерной нагрузки от безразмерной величины D/L, характеризующей изменение расстояния между телами при деформировании [L — - характерный геометрический размер), построенные для случая контакта двух упругих тел, форма зазора между которыми в недеформированном состоянии описывается функцией /(г) = Сг (см. рис. 2.5,а, кривая 2). Кривые 1 и 2 соответствуют двум разным значениям величины поверхностной энергии 7- Участки непосредственного контактирования поверхностей выделены на кривых, как и прежде, толстыми линиями. В отличие от случая капиллярной адгезии неоднозначность зависимости нагрузки от расстояния имеет место при всех значениях параметров. [c.100] Заметим, что решение задачи об адгезии сухих поверхностей в аналогичной постановке для частного случая взаимодействия штампа в форме параболоида вращения (п = 1) с упругим полупространством получено ранее методами механики разрушения [211]. Это решение, полученное только для случая контакта поверхностей, также указывает на немонотонность и неоднозначность зависимости нагрузки от расстояния между телами. [c.101] Вернуться к основной статье