粘弹性材料的粘附接触力学

本研究提出稳态滑动下粘弹性材料粗糙粘附接触的理论。通过利用基于格林函数方法的边界表述，未知接触域通过强制接触边缘处的局部能量平衡来计算，从而也考虑了与格林函数奇部直接相关的内应力的非保守功。理论预测表明，粘弹性可能依据滑动速度增强粘附性能，从而导致比等效粘附弹性情形更大的接触面积与拉脱力。粘弹性与粘附之间的相互作用也影响整体摩擦。事实上，在低速下，与无粘附粘弹性情形相比摩擦显著增强，主要源于接触边缘附近粘附颈引起的小尺度粘弹性迟滞；在较高速度下，大尺度（块体材料）发生的粘弹性迟滞导致甚至更高的摩擦。在这些条件下，存在粘附时，对摩擦的小尺度和大尺度粘弹性贡献无法分离。最后，与无限系统中裂纹扩展/愈合的通常预测相反，我们发现后缘和前缘接触边缘的能量释放率呈非单调趋势，这与接触长度的有限性一致。所有呈现的结果都得到现有实验证据的有力支持。