基于偶应力理论涂层半平面的二维滑动摩擦接触分析

基于偶应力理论涂层半平面的二维滑动摩擦接触分析

论文摘要

本文基于偶应力理论,研究了平面应变状态下刚性压头与均匀涂层半平面之间的二维滑动摩擦接触问题.该理论通过引入材料特征长度来描述微结构材料的尺寸效应.采用傅里叶积分变换方法将此尺寸依赖的接触问题转化为第二类Cauchy奇异积分方程.然后,通过数值求解该类方程来确定涂层表面法向应力和面内应力的分布.详细讨论了尺度参数、剪切模量比和摩擦系数对表面法向接触应力和面内应力的影响.结果表明基于偶应力理论得到的接触应力明显偏离基于经典弹性理论预测的结果,而且表现出对材料特征长度的强烈依赖性.

论文目录

  • 1 引言
  • 2 基于偶应力理论的涂层半平面接触模型
  •   2.1 均匀涂层和半平面的基本方程
  •   2.2 均匀涂层半平面的基本解
  •   2.3 边界条件
  •   2.4 涂层表面位移解
  • 3 基于偶应力理论接触问题的奇异积分方程
  • 4 刚性平压头和圆柱形压头
  •   4.1 平压头
  •   4.2 圆柱形压头
  • 5 数值结果和讨论
  •   5.1 尺度参数对涂层表面法向接触应力和面内应力分布的影响
  •   5.2 剪切模量比值对涂层表面法向接触应力和面内应力分布的影响
  •   5.3 摩擦系数对涂层表面法向接触应力和面内应力分布的影响
  • 6 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 宋红霞,柯燎亮,汪越胜

    关键词: 接触力学,偶应力理论,摩擦,尺寸效应,涂层

    来源: 中国科学:技术科学 2019年10期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅱ辑,基础科学

    专业: 力学

    单位: 北京交通大学土木建筑工程学院力学系,天津大学机械工程学院力学系

    基金: 北京交通大学基本科研业务费(编号:C17JB00450),国家自然科学基金(批准号:11725207)资助项目

    分类号: O313.5

    页码: 1197-1207

    总页数: 11

    文件大小: 1843K

    下载量: 62

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