以动量守恒为起点,推导出一个多相机械能量平衡方程,该方程考虑了移动控制体积内存在的多个材料相和界面。该平衡应用于固定在三相接触线上的控制体积,该接触线在粗糙且化学均匀且惰性的固体表面上连续前进。使用控制体积内材料行为的半定量模型,进行数量级分析以忽略不重要的项,根据三相接触线周围发生的界面动力学知识,生成一个预测接触角滞后的方程。结果表明,三相接触线“粘滑”运动期间发生的粘性能量耗散是粗糙表面接触角滞后的原因,可以通过中间平衡界面状态的变化来计算。该平衡适用于 Wenzel、Cassie–Baxter 和 Fakir(超疏水)润湿状态,表明对于 Fakir 情况,在界面前进和后退过程中都会发生显著的耗散,并将这些耗散与“粘滑”事件周围发生的界面面积变化联系起来。
粘附需要分子接触,并且天然粘合剂采用机械梯度来实现完整(共形)接触以最大程度地提高粘附力。直觉上,人们期望顶层的模量越高,粘附强度越低。然而,僵硬顶层的厚度与粘附之间的关系尚不清楚。在这项工作中,我们量化了在软聚聚二甲基硅氧烷(PDMS)弹性体的厚度变化厚度的刚性玻璃状聚(PMMA)层之间的粘附。我们发现,在加载循环中,仅需要≈90nm厚的PMMA层才能将宏观粘附降低至几乎为零。可以使用Persson和Tosatti开发的保形模型来解释双层的粘附下降,在该模型中,创建保形接触的弹性能量取决于双层的厚度和机械性能。更好地理解机械梯度对粘附的影响将对粘合剂,摩擦以及胶体和颗粒物理学产生影响。
摘要:本文介绍了一种使用依赖于温度和接触压力的可变摩擦系数对飞机轮胎与粗糙表面接触进行数值模拟的方法。使用滑动装置来评估摩擦系数的这种依赖性。通过热电偶测量整个轮胎横截面的温度扩散。将摩擦生热和温度扩散与数值二维和三维模拟进行了比较。可以获得足够的温度预测。在未来的模拟中,应考虑磨损,以便进行更准确的模拟,特别是在高压和滑动速度的情况下。使用依赖于温度和压力的可变摩擦系数研究了速度为 37.79 节(19.44 米/秒)并处于转弯阶段的滚动轮胎的 3D 有限元模型。数值模拟倾向于预测轮胎胎面在打滑位置滚动几秒钟后的温度,接触区的温度升高到 140 ◦ C。必须进行进一步调查才能获得实验观察到的温度变化。作者想指出,出于保密原因,某些数值数据不能透露。