Wear in Partial Slip Contact

打滑(空气动力学) 接触力学 微动 材料科学 机械 剪应力 接触区 剪切(地质) 半空间 接触面积 滑移线场 可塑性 振幅 几何学 数学 复合材料 结构工程 物理 有限元法 工程类 光学 热力学 图层(电子)
作者
I. G. Goryacheva,P. T. Rajeev,T. N. Farris
出处
期刊:Journal of tribology [ASM International]
卷期号:123 (4): 848-856 被引量:93
标识
DOI:10.1115/1.1338476
摘要

An analytical method that evaluates the evolution of stress and surface profile in fretting under the partial slip conditions is presented. The repeated slip occurring near the edges of contact generates wear that changes the contact geometry and contact stresses. The method is based on two scales of time: time for one cycle of the oscillating tangential force and time corresponding to the number of cycles. Archard’s wear law is used to evaluate wear and gap variation within the slip zones during one cycle. The governing integral equations are reduced to calculate the contact pressure after each cycle. Evolution of the contact characteristics (contact pressure and shear stress, contact width, gap and slip functions) in fretting is calculated using a stepwise procedure. It is shown that the size of stick zone does not change in wear process of bodies with similar elastic properties under the constant amplitude load conditions, and that an asymptotic solution corresponding to the number of cycles approaching to infinity exists. Analytical expressions for the asymptotic contact pressure, shear and tensile stress, and the gap function are presented. It is proved that the asymptotic contact pressure and shear stress are singular at the ends of stick zone. Detailed results are given for two initial shapes of elastic indenter contacting with an elastic half-space: for the parabolic cylinder and for the indenter having a flat base with rounded edges.
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