Влияние контактного трения на положение границы зон полного контакта и проскальзывания при сжатии образцов из хрупких материалов

Abstract

На основании экспериментальных и теоретических исследований разрушения образцов при их одноосном сжатии в зависимости от контактных условий сделан вывод о том, что касательное напряжение на поверхности контакта может быть равно нулю на его внешних частях. Это позволяет предположить, что разрушение начинается на границе зон полного контакта и проскальзывания. Проведен анализ влияния коэффициента контактного трения на положение границы зон полного контакта и проскальзывания при сжатии образцов из хрупких материалов прямоугольной формы с различным соотношением ширины и высоты и различными значениями коэффициента Пуассона. При условии, что на поверхности приложения нагрузки применим закон трения Амонтона–Кулона, предложен способ определения границы зон полного контакта и проскальзывания для различных значений коэффициента контактного трения и коэффициента Пуассона. Установлено хорошее согласие полученных результатов с экспериментальными данными.

На підставі експериментальних і теоретичних досліджень руйнування зразків при їхньому одновісному стискуванні залежно від контактних умов зроблено висновок про те, що дотичне напруження на поверхні контакту може дорівнювати нулю на його зовнішніх частках. Це дозволяє припустити, що руйнування починається на межі зон повного контакту й прослизання. Проведений аналіз впливу коефіцієнта контактного тертя на положення межі зон повного контакту та прослизання при стискуванні зразків з крихких матеріалів прямокутної форми з різним співвідношенням ширини й висоти та різними значеннями коефіцієнта Пуассона. За умови, що на поверхні прикладення навантаження застосовний закон тертя Амонтона–Кулона, запропоновано спосіб визначення межі зон повного контакту та прослизання для різних значень коефіцієнта контактного тертя й коефіцієнта Пуассона. Встановлено добре узгодження отриманих результатів з експериментальними даними.

With basing on the experimental and theoretical studies of the samples fracture at the monoaxial compression depending on contact conditions, the conclusion is made that the tangential stress on a surface of contact can be equal to zero on its external parts. This fact allows an assumption that the fracture begins at the boundary of the zones of full contact and a slippage. The effect of contact friction factor on the position of the boundary of the full contact zones and a slippage was tested under compression of rectangular shape samples of brittle materials with a varied ratio of width and height and different values of Poisson’s ratio. Provided that on a loaded surface the Amonton–Coulomb friction law is valid, the method of definition of the boundary of zones of full contact and a slippage for different values of the contact friction factor and the Poisson’s ratio is offered. The obtained results are in good agreement with the experimental data.