ارایه یک رهیافت محاسباتی جدید به منظور تحلیل تماس بین یک نانو فرورونده کروی با رویه یک نیم فضای ویسکوالاستیک

Abstract

مسایل مقدار مرزی در برگیرنده تماس یکی از با اهمیت‌ترین مسایل در صنایع وابسته به مهندسی مکانیک جامدات، سازه و همچنین در کاربردهای علوم فضایی و نظامی، علوم پزشکی، بیوسیستم و محیط زیست می‌باشند. در این مقاله، فرآیند حل محاسباتی جدیدی به منظور فرمول‌بندی و تحلیل مسایل نانو فروروی تماسی (<span style="font-family: Times New Roman;"><em>contact</em><em> nanoindentation</em></span>) بین یک فرورونده کروی صلب با رویه یک نیم فضای ویسکوالاستیک با هر هندسه دلخواه در شرایط بدون اصطکاک ارایه می‌شود. استخراج روابط بین توزیع فشار تماسی، نیروی عامل بر فرورونده و میزان نفوذ در لایه ویسکوالاستیک خواسته اصلی این مطالعه می‌باشد. مساله نانو فروروی ویسکوالاستیک با بکارگیری یک فرمول‌بندی مناسب در معادلات متشکله و استفاده از روش محاسباتی وارون سازی ماتریسی (<span style="font-family: Times New Roman;"><em>matrix inversion method</em></span>) با ارضای دقیق شرایط مرزی حل شده است. مقایسه نتایج عددی با حل تحلیلی فرآیند بارگذاری و باربرداری برای نانو فرورونده‌های کروی، دقت رهیافت حل محاسباتی را نشان می‌دهد.