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doi:10.22028/D291-41230
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s41598-023-39932-7.pdf | 2,95 MB | Adobe PDF | Öffnen/Anzeigen |
Titel: | Exploring the dynamics of viscoelastic adhesion in rough line contacts |
VerfasserIn: | Afferrante, Luciano Violano, Guido Carbone, Giuseppe |
Sprache: | Englisch |
In: | |
Titel: | Scientific Reports |
Bandnummer: | 13 |
Heft: | 1 |
Verlag/Plattform: | Springer Nature |
Erscheinungsjahr: | 2023 |
Freie Schlagwörter: | Mechanical engineering Surfaces, interfaces and thin films |
DDC-Sachgruppe: | 500 Naturwissenschaften |
Dokumenttyp: | Journalartikel / Zeitschriftenartikel |
Abstract: | Modeling the adhesion of viscoelastic rough surfaces is a recent challenge in contact mechanics. Existing models have primarily focused on simple systems with smooth topography or single roughness scale due to the co-action of roughness and viscoelasticity leading to elastic instabilities and rate-dependent behavior, resulting in complex adhesion dynamics. In this study, we propose a numerical model based on a fnite element methodology to investigate the adhesion between a randomly rough profle and a viscoelastic half-plane. Approach-retraction simulations are performed under controlled displacement conditions of the rough indenter. The results demonstrate that viscous efects dampen the roughness-induced instabilities in both the approach and retraction phases. Interestingly, even when viscous efects are negligible, the pull-of stress, i.e., the maximum tensile stress required to detach the surfaces, is found to depend on the stifness modulus and maximum load reached during the approach. Furthermore, when unloading is performed from a relaxed state of the viscoelastic half-plane, both adhesion hysteresis and pull-of stress are monotonic increasing functions of the speed. Conversely, when retraction begins from an unrelaxed state of the material, the maximum pull-of stress and hysteretic loss are obtained at intermediate velocities. |
DOI der Erstveröffentlichung: | 10.1038/s41598-023-39932-7 |
URL der Erstveröffentlichung: | https://doi.org/10.1038/s41598-023-39932-7 |
Link zu diesem Datensatz: | urn:nbn:de:bsz:291--ds-412305 hdl:20.500.11880/36979 http://dx.doi.org/10.22028/D291-41230 |
ISSN: | 2045-2322 |
Datum des Eintrags: | 28-Nov-2023 |
Fakultät: | NT - Naturwissenschaftlich- Technische Fakultät |
Fachrichtung: | NT - Materialwissenschaft und Werkstofftechnik |
Professur: | NT - Prof. Dr. Martin Müser |
Sammlung: | SciDok - Der Wissenschaftsserver der Universität des Saarlandes |
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