软质接触在初始扭转加载下的接触面积非单调演化
软凝聚态物质
2024-10-31 v1
摘要
许多软质接触界面特性受接触面积控制（例如摩擦力、接触刚度和表面电荷生成）。接触面积在静止状态下的接触年龄时会增加。相比之下，在单向剪切加载下通常会减小。尽管这种减小的物理起源仍有争议，但它总是以各向异性方式发生，因为减小主要沿剪切方向。whether such各向异性是剪切引起的面积减小必要条件仍是一个未解决的问题。本文我们研究了在各向同性剪切加载（即扭转加载）下，基于弹性体的球面-平面接触的接触面积演化。我们发现，当达到宏观滑动时，接触面积经历了净面积减小。然而，随着扭转角度的增加，面积演化呈非单调变化，先上升至最大值，再下降到宏观滑动时的水平。最大化初始接触面积比值在正常载荷、角速度和等待时间（正常载荷和扭转运动首次施加之间的时间间隔）在所研究范围内 weakly 依赖于这些参数。我们表明，在大正压下单向剪切加载条件下，也可找到非单调的面积演化。这些观察挑战了当前对剪切引起的接触面积演化描述，预计将为该领域的未来建模工作提供基准。
引用
@article{arxiv.2410.23050,
title = {Non-monotonic evolution of contact area in soft contacts during incipient torsional loading},
author = {Bo Zhang and Mariana de Souza and Daniel M. Mulvihill and Davy Dalmas and Julien Scheibert and Yang Xu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2410.23050},
year = {2024}
}