×
玛丽埃拉·卢格；奥兰多，安东尼奥；约翰·西恩斯

成形过程中混合润滑表面的有限应变接触模型。 （英语） Zbl 1427.74136号

申请。数学。建模 37，第24号，9985-1006（2013）.
概要：为了准确模拟成形过程，对接触界面上可能形成的不同润滑状态进行建模至关重要。这些力可能因成形件的区域而异，也可能因状态而异，从而产生不同性质和大小的力。在这些情况下，使用经典库仑摩擦定律显然不足以以适当的方式捕捉施加在成型件上的各种力。
本文的目的是开发接触界面的本构模型，该模型能够捕捉不同的润滑状态。接触界面的承载能力被认为是两种机制的结果：固体接触微凸体产生的干摩擦和流体动力液膜润滑。一种、另一种或两种机制的激活由一个参数（{α}）控制，在所提出的模型中，该参数取决于滑动速度（V）、界面分离（D）和表面粗糙度（{σ}s）的当前值。定义（{\alpha}）的函数关系可以从一些参数的实验拟合中导出，这些参数可以引入到预先定义的分析表达式中，以反映不同状态的变化，也可以通过使用微尺度模型应用顺序多尺度分析来导出。
该模型是根据对流参考系建立的，因此适用于大变形模拟。提出了由此产生的初始本构值问题的数值积分格式，并将其实现为显式有限元程序。界面模型的机理已经过单独测试，数值结果与现有的实验结果吻合良好。并与库仑摩擦模型进行了比较。然后，通过使用液压成形技术再现化妆品行业铝管脊的制造过程，证明了该模型在成形模拟中的适用性。弹性体和流体均被用作压力介质，并根据成品中产生的应力和变形对其性能进行了比较。

引用于1文件

MSC公司：

74M15型 固体力学中的接触
第74A55页 摩擦理论（摩擦学）
74S05号 有限元方法在固体力学问题中的应用

关键词：

斯特里贝克曲线；大变形；显式有限元法；返回映射算法；接触界面本构模型；液压成形

软件：

HYPLAS公司
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
\textit{M.Luege}等人，应用。数学。建模37，No.24，9985--10006（2013；Zbl 1427.74136）
全文： 内政部

参考文献：

[1] 哈莫洛克，B.J。；施密德·S·R。；Jacobson，B.O.，《流体膜润滑基础》，（2004），纽约马赛尔·德克尔公司
[2] Luengo，G。；Israelachvili，J。；Granick，S.，《承压流体中的广义效应：边界润滑的新摩擦图》，《磨损》，200328-335，（1996）
[3] 马丁内特，F。；Chabrand，P.，ALE有限元法在钣金成形润滑摩擦模型中的应用，国际固体结构杂志。，37, 4005-4031, (2000) ·Zbl 0980.74065号
[4] 德拉蒙德，C。；Israelachvili，J.，《剪切条件下受限润滑流体中的动态相变》，Phys。E版，63，（2001），041506（第11页）
[5] 霍尔，J。；Cid Alfaro，M.V.公司。；de Rooij，医学学士。；Meinders，T.，《金属板材成形的高级摩擦建模》，《磨损》，286-287，66-78，（2012）
[6] 科茨先生，z。；Stupkiewicz，S.，金属成形过程中粘合剂和犁削摩擦的本构模型，国际力学杂志。科学。，40, 281-303, (1998) ·Zbl 0927.74005号
[7] Laursen，T.A。；Oancea，V.G.，《关于大变形中速率相关摩擦滑动的本构建模和有限元计算》，计算。方法应用。机械。工程，143197-227，（1997）·Zbl 0892.73049号
[8] 卡鲁帕纳萨米，D.K。；霍尔，J。；de Rooij，医学学士。；梅恩德斯，T。；Schipper，D.J.，《拉深过程的混合润滑建模》，《磨损》，294-295，296-304，（2012）
[9] 拉梅扎尼，M。；Mohd Ripin，Z。；Ahmad，R.，超高强度钢板V形弯曲中的动摩擦建模，国际先进制造技术杂志。，4610-110，（2010年）
[10] Gelinck，E.R.M。；Schipper，D.J.，线接触的stribeck曲线计算，Tribol。国际，33，175-181，（2000）
[11] 格林伍德，J.A。；Williamson，J.B.P.，标称平面的接触，Proc。R.Soc.伦敦Ser。A、 295300-319（1966）
[12] Moes，H.，弹性流体动力润滑应用的最佳相似性分析，磨损，159，57-66，（1992）
[13] H.Moes，润滑及其他，讲稿编号115531，特温特大学，恩舍德，荷兰，2000年。
[14] Laursen，T.A.，计算。接触冲击机械。，（2002），柏林斯普林格出版社·Zbl 0996.74003号
[15] 约翰逊，K.L。；格林伍德，J.A。；Poon，S.Y.，弹性流体动力润滑中的粗糙面接触简单理论，磨损，19，91-108，（1972）
[16] Tallian，T.E.，部分弹流接触理论，磨损，21，49-101，（1972）
[17] 罗杰克，J。；Oñate，E。；Postek，E.，《显式有限元代码在板材和大块金属成形过程模拟中的应用》，J.Mat.Proc。技术，80-8l，620-627，（1998）
[18] Rojek，J。；齐恩基维茨，O.C。；Oñate，E。；Postek，E.，《模拟金属成形过程的有限元显式公式的进展》，J.Mat.Proc。技术，119，41-47，（2001）
[19] 泰勒，L。；曹，J。；卡拉菲利斯，A.P。；Boyce，M.C.，板材成形的数值模拟，J.Mat.工艺。技术。，50, 168-179, (1995)
[20] Laursen，T.A.，《大变形摩擦接触问题的对流描述》，国际固体结构杂志。，31, 669-681, (1994) ·Zbl 0793.73088号
[21] Konyukhov，A。；Schweizerhof，K.，计算接触力学：任意形状物体的几何精确理论，（2013），施普林格-海德堡·Zbl 1264.74001号
[22] Curnier，A.，《摩擦理论》，《国际固体结构杂志》。，20637-647，（1984年）·Zbl 0543.73138号
[23] Marsden，J.E。；Hughes，T.J.R.，《弹性数学基础》，（1983年），普伦蒂斯·霍尔公司，新泽西州恩格尔伍德克利夫斯·Zbl 0545.73031号
[24] 斯卡拉吉，M。；卡博尼，G。；B.N.J.佩尔松。；Dini，D.，《软接触中的混合润滑：一种新的均匀化方法》，第一部分：理论，软物质，710395-10416，（2011）
[25] B.N.J.佩尔松。；Scaraggi，M.，《润滑滑动动力学：流动因子和stribeck曲线》，《欧洲物理学》。《软物质杂志》，34，113-135，（2011）
[26] 卢，X。；Khonsari，M.M。；Gelinck，E.R.M.，《斯特里贝克曲线：实验结果和理论预测》，ASME J.Tribol。，128, 789-794, (2006)
[27] Yang，T.-S.，润滑金属成形过程的精细摩擦模型，Tribol。莱特。，27, 289-300, (2007)
[28] B.N.J.佩尔松。；Scaraggi，M.，《关于软接触中从边界润滑到流体动力润滑的过渡》，J.Phys.：康登斯。Matter，21，（2009），185002（第22页）
[29] Johnson，K.L.，接触力学，（1985），剑桥大学出版社·Zbl 0599.73108号
[30] Persson，B.N.J.，《橡胶摩擦和接触力学理论》，J.Chem。物理。，115, 3840-3861, (2001)
[31] Persson，B.N.J.，随机粗糙表面的接触力学，冲浪科学。代表，61，201-227，（2006）
[32] Lorenz，B.，《硬质和粗糙基底上弹性固体的接触力学和摩擦》，Schriften des Forschungszentrums Jülich，37，（2012）
[33] Oden，J.T。；Pires，E.，弹性接触问题的非局部和非线性摩擦定律和变分原理，J.Appl。机械。，50, 67-82, (1983) ·Zbl 0515.73121号
[34] Wriggers，P.，计算接触力学，（2002），John Wiley&Sons Chichester
[35] Wriggers，P。；Zavarise，G.，接触界面非线性本构关系的增广拉格朗日技术应用，Commun。数字。方法工程，9815-824，（1993）·Zbl 0788.73077号
[36] Hori，Y.，《流体动力润滑》（2006），Springer Tokyo·Zbl 1109.76001号
[37] 杜兰尼，J。；加西亚，G。；Vázquez，C.，弹性流体动力润滑中自由边界问题的数值计算，应用。数学。型号。，20, 104-113, (1996) ·Zbl 0851.73058号
[38] 维纳，C.H。；Lubrecht，A.A.，润滑、摩擦学和界面工程中的多级方法，爱思唯尔科学，第37卷，（2000），爱思惟尔·Zbl 0815.65087号
[39] 杨，B。；Laursen，T.，润滑接触问题的砂浆有限接触方法，计算机。方法应用。机械。工程，198，3656-3669，（2009）·Zbl 1230.74204号
[40] 塞尔马尼，M。；Selmani，L.，弹粘塑性材料正阻尼响应的摩擦接触问题，Rendiconti del Circolo Matematico di Palermo，59，67-85，（2010）·Zbl 1425.74348号
[41] O.周。；Han，W。；Sofone，M.，具有正常阻尼响应的动态摩擦接触问题，应用学报。数学。，71, 159-178, (2002) ·Zbl 1008.74058号
[42] 勒格，M。；Luccioni，B.M.，管液压成形中润滑剂性能的数值模拟，J.Mat.工艺。技术。，198, 372-380, (2008)
[43] Dieterich，J.H.，岩石摩擦建模：1。实验结果和本构方程，J.Geophys。研究，84，2161-2168，（1979）
[44] 0安。L.Ruina，《摩擦定律和不稳定性：某些干摩擦行为的准静态分析》，布朗大学博士论文，1980年。
[45] 赖斯，J.R。；Ruina，A.L.，稳定摩擦滑移稳定性，J.Appl。机械。，50, 343-349, (1983) ·Zbl 0554.73095号
[46] de Souza Neto，E.A。；佩里克·D·。；Owen，D.R.J.，塑性计算方法：理论与应用，（2008），Wiley Chichester
[47] Baumberger，T。；Gauthier，L.，剪切下粗糙固体界面处的蠕变松弛，J.Phys。，6, 1021-1030, (1996)
[48] 卡尔森，J.M。；Batista，A.A.，润滑表面之间摩擦的本构关系，Phys。E版，53，4153-4165，（1996）
[49] 赫斯洛特，F。；Baumberger，T。；佩林，B。；Caroli，B。；Caroli，C.，《爬行、粘滑和干摩擦动力学：实验和启发式模型》，Phys。E版，49，4973-4987，（1994）
[50] 杨，Z。；张海平。；Marder，M.，《钢和硅之间的静摩擦动力学》，Proc。国家。阿卡德。科学。美国，105，13264-13268，（2008）
[51] Baumberger，T。；赫斯洛，F。；佩林，B.，《摩擦动力学中从蠕变到惯性运动的交叉》，《自然》，367，544-546，（1994）
[52] Rabinowicz，E.，《材料的摩擦与磨损》（1965），约翰·威利父子公司，纽约
[53] Ruina，A.L.，《滑移不稳定性和状态变量摩擦定律》，J.Geophys。第88号决议，第359-370页，（1983年）
[54] 赖斯，J.R。；拉普斯塔，N。；Ranjith，K.，《与速率和状态相关的摩擦以及弹性变形固体之间滑动的稳定性》，J.Mech。物理。固体。，49, 1965, (2001), 1898 ·Zbl 1093.74512号
[55] Daly，C。；张杰。；Sokoloff，J.B.，零滑动速度极限下的摩擦力，Phys。E版，68，066118，（2003）
[56] Müser，M.H.，静摩擦是怎样的？，程序。国家。阿卡德。科学。美国，105，13187-13188，（2008）
[57] STAMPACK，多阶段金属成形操作模拟软件，Quantech，巴塞罗那，西班牙。
[58] Wang，F-Y。；王，L-P；程，J-G；Tao，Z-H，有限元法显式瞬态分析中的接触力算法，有限元。分析。设计。，43, 580-587, (2007)
[59] Simo，J.C。；Taylor，R.L.，速率相关弹塑性的一致切线算子，计算。方法应用。机械。工程师，4810-118，（1985）·Zbl 0535.73025号
[60] Giannokopulos，A.E.，摩擦本构关系积分的返回映射方法，计算。结构。，32, 157-167, (1989) ·Zbl 0688.73040号
[61] Grosch，K.A.，《橡胶摩擦和粘弹性性能之间的关系》，Proc。R.Soc.伦敦Ser。A、 数学。物理。科学。，274, 21-39, (1963)
[62] Barquins，M。；Roberts，A.D.，《橡胶摩擦随速率和温度的变化：一些新观察》，J.Phys。D： 应用。物理。，19, 547-563, (1986)
[63] Pinnington，R.J.，《粗糙和光滑表面上的橡胶摩擦》，《磨损》，2671653-1664，（2009）
[64] Luengo，G。；施密特，F.-J。；希尔，R。；Israelachvili，J.，《受限聚合物熔体的薄膜流变学和摩擦学：与体积特性的对比》，《大分子》，30，2482-2494，（1997）
[65] 朗·L·H。；王振瑞。；Kang，D.C。；袁，S.J。；张，S.H。；Danckert，J。；Nielsen，K.B.，《液压成形亮点：板材液压成形和管材液压成形》，J.Mat.Process。技术。，151, 165-177, (2004)
[66] Ahmetoglu，M。；Hua，J。；库卢库鲁，S。；Altan，T.，《使用粘性压力介质的金属板材液压成形》，J.Mat.工艺。技术。，146, 97-107, (2004)
[67] M.Luege，液压成形成形过程的数值模拟，博士论文（西班牙语），阿根廷图坎国立大学，2006年。
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配，可能包含数据转换错误。在某些情况下，zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献，而不要求完整或完全匹配。