Modelo Fractal de Rigidez Térmica de Contacto
Autores: Chen, Yunshuai; Li, Pengyang; Sun, Jian; Shang, Miao; Shao, Limin
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Modelo Fractal de Rigidez Térmica de Contacto
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Teoría fractal
Estrés térmico
Variación de temperatura
Carga normal
Superficie de unión
Dimensión fractal
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 35
Citaciones: Sin citaciones
La continuidad, autosimilitud y autoafinidad de una superficie de contacto microscópica pueden ser descritas por la función de Weierstrass-Mandelbrot (W-M) en la teoría fractal. Para abordar los problemas de que el modelo fractal de carga de contacto normal existente no tiene en cuenta el efecto del estrés térmico y no es aplicable a la variación de temperatura en la superficie de unión de los sistemas de vibración ultrasónica magnetoestrictivos gigantes, se establece un modelo fractal de carga normal de contacto térmico-elástico-plástico basado en la teoría fractal. El modelo es una extensión del modelo tradicional en términos de teoría básica y ámbito de aplicación, y tiene en cuenta los efectos de la diferencia de temperatura, el coeficiente de expansión lineal, la dimensión fractal y otros parámetros. Finalmente, el efecto de la diferencia de temperatura en la superficie de unión sobre la carga normal del contacto termoelástico se revela a través de simulaciones numéricas. Los resultados muestran que la no linealidad de la rigidez de contacto de la superficie de unión termoelástica está principalmente relacionada con la rugosidad de la superficie y la dimensión fractal, mientras que el efecto del cambio de temperatura en las propiedades de la superficie de unión dentro de un cierto rango es lineal.
Descripción
La continuidad, autosimilitud y autoafinidad de una superficie de contacto microscópica pueden ser descritas por la función de Weierstrass-Mandelbrot (W-M) en la teoría fractal. Para abordar los problemas de que el modelo fractal de carga de contacto normal existente no tiene en cuenta el efecto del estrés térmico y no es aplicable a la variación de temperatura en la superficie de unión de los sistemas de vibración ultrasónica magnetoestrictivos gigantes, se establece un modelo fractal de carga normal de contacto térmico-elástico-plástico basado en la teoría fractal. El modelo es una extensión del modelo tradicional en términos de teoría básica y ámbito de aplicación, y tiene en cuenta los efectos de la diferencia de temperatura, el coeficiente de expansión lineal, la dimensión fractal y otros parámetros. Finalmente, el efecto de la diferencia de temperatura en la superficie de unión sobre la carga normal del contacto termoelástico se revela a través de simulaciones numéricas. Los resultados muestran que la no linealidad de la rigidez de contacto de la superficie de unión termoelástica está principalmente relacionada con la rugosidad de la superficie y la dimensión fractal, mientras que el efecto del cambio de temperatura en las propiedades de la superficie de unión dentro de un cierto rango es lineal.