Elastohydrodynamics for Soft Solids with Surface Roughness: Transient Effects
Elastohydrodynamics for Soft Solids with Surface Roughness: Transient Effects
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具有表面粗糙度的软固体的弹性流体动力学：瞬态效应
DOI：
10.1007/s11249-017-0878-9
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发表时间：
2017
影响因子：
3.2
通讯作者：
Murrenhoff
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Scaraggi;Dorogin;Angerhausen;Persson;Murrenhoff
大量的技术和生物系统涉及软固体在相对加速运动中的粗糙表面之间的润滑接触。例子包括动态橡胶密封件和人体关节。在这项研究中，我们考虑了一个弹性圆柱体的随机表面粗糙度在加速滑动运动的刚性，完全平坦（无粗糙度）基板的流体。计算了表面变形、界面分离以及真实的接触面积和流体对摩擦力和法向力的贡献。作为时间的函数的驱动速度曲线被假定为正弦函数或线性多斜坡函数。我们展示了如何挤压和挤出过程中，发生在加速滑动，定量影响Stribeck曲线相对于稳定的滑动。最后，将理论结果与实验数据进行了比较。
A huge number of technological and biological systems involve the lubricated contact between rough surfaces of soft solids in relative accelerated motion. Examples include dynamical rubber seals and the human joints. In this study, we consider an elastic cylinder with random surface roughness in accelerated sliding motion on a rigid, perfectly flat (no roughness) substrate in a fluid. We calculate the surface deformations, interface separation and the contributions to the friction force and the normal force from the area of real contact and from the fluid. The driving velocity profile as a function of time is assumed to be either a sine function, or a linear multi-ramp function. We show how the squeeze-in and squeeze-out processes, occurring in accelerated sliding, quantitatively affect the Stribeck curve with respect to the steady sliding. Finally, the theory results are compared to experimental data.
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