视弹性非稳态接触中粘结强度的增强
软凝聚态物质
2024-08-30 v2
摘要
我们提出了一种一般化能量方法，用于研究视弹性材料的非稳态黏附接触。在假设黏附相互作用范围无限短的前提下，我们利用虚拟功原理，将局部Griffith能量平衡推广到非保守(视弹性)材料的情况，用于一般的接触时间历程。我们将提出的能量平衡准则应用于刚性球体与视弹性半空间的接触approach retraction运动。报告了黏附与视弹性滞性损失之间的强相互作用，这可能导致取决于加载历程的显著增强黏结强度。具体而言，发现两种不同机制控制着在either approach retraction循环和approach、完全放松、retraction测试中pulloff力的增大。在前者情况下，靠近接触周边的圆形周长处发生的滞性损失起主要作用，显著增强了能量释放率。在后者情况下，pulloff增强主要取决于整个( bulk)材料的玻璃化响应，该响应由于放松后快速的retraction而触发，导致类似常数接触面积的脱离机制(即constant contact area)。在这种情况下，无法引用JKR黏结接触理论将观察到的pulloff力与有效黏结能(即能量释放率G)相关，强烈高估了其值。因此，还提出了严格的数学程序，以正确计算视弹性耗能接触中的能量释放率。
引用
@article{arxiv.2407.11524,
title = {Enhancement of adhesion strength in viscoelastic unsteady contacts},
author = {Cosimo Mandriota and Nicola Menga and Giuseppe Carbone},
journal= {arXiv preprint arXiv:2407.11524},
year = {2024}
}