توسعه تحلیلی مدل اصطکاک ریز‌لغزش تک‌بعدی و تعیین مرز گذر از نواحی چسبندگی به لغزش

Abstract

اصطکاک پدیده‌ پیچیده­ای است که در اثر حرکت نسبی سطوح تماس دارای پیش­بار به­وجود می‌آید. ‌یکی از موضوعات مهم در مدل­سازی اصطکاک، نحوه­ی مدل­سازی اثرات لغزش جزئی در مدل دینامیکی سطح تماس است. در این مقاله، به­صورت تحلیلی به بررسی ‌یک مدل ریزلغزش تک­بعدی پرداخته شده است. ابتدا، معادلات حاکم بر حرکت یک سامانه ارتعاشی دارای اتصال اصطکاکی و تحت تحریک خارجی جابه­جایی تک­هارمونیک بیان شده است. سپس، پاسخ پایای سامانه ارتعاشی به­صورت تحلیلی به­دست آمده است. توابع هدف به­عنوان معیار گذر از ناحیه­ چسبندگی به لغزش تعریف می­شوند. آنگاه، کمینه­سازی توابع هدف تعریف شده، براساس روابط تحلیلی مربوط به پاسخ پایای سامانه و با استفاده از الگوریتم ژنتیک(G.A) ، اجرا می­شود و چینش و طول­های مربوط به نواحی لغزش و چسبندگی تعیین می­گردند. برخلاف پژوهش­های انجام­شده­ پیشین در این زمینه، با استفاده از مدل حاضر نیازی به حدس اولیه تعداد و موقعیت نواحی چسبندگی- لغزش، پیش از تحلیل سامانه نمی­باشد. همچنین در این پژوهش، برای دو نوع توزیع نیروی نرمال، مرزهای چسبندگی- لغزش به­کمک روش پیشنهادشده به­دست آمده است و سپس، با استفاده از نتایج به­دست­آمده از مدل­سازی اجزاء محدود، به­خوبی، راستی­آزمایی شده است.