Rò rỉ của các gioăng kim loại: Vai trò của biến dạng dẻo

Tribology Letters - Tập 63 - Trang 1-6 - 2016
B. N. J. Persson1
1PGI-1, FZ Jülich, Jülich, Germany

Tóm tắt

Tôi nghiên cứu ảnh hưởng của các biến dạng dẻo lên sự rò rỉ của các gioăng kim loại. Các chất rắn được giả định là biến dạng đàn hồi miễn là ứng suất dưới độ cứng xâm nhập của vật liệu, và sẽ nhựa khi ứng suất cục bộ đạt tới độ cứng xâm nhập. Bề mặt kim loại được giả định là có độ nhám bề mặt fractal tự tương tự. Chúng tôi sử dụng lý thuyết cơ học tiếp xúc của Persson và lý thuyết môi trường hiệu quả Bruggeman để ước lượng tỷ lệ rò rỉ của giao diện đã biến dạng dẻo.

Từ khóa

#biến dạng dẻo #rò rỉ #gioăng kim loại #độ nhám bề mặt #lý thuyết cơ học tiếp xúc #lý thuyết môi trường hiệu quả

Tài liệu tham khảo

What determines seal leakage? Fluid Sealing Association (May 2008). http://www.fluidsealing.com/sealingsense/may08.pdf Armand, G., Lapujoulade, J., Paigne, J.: A theoretical and experimental relationship between the leakage of gases through the interface of two metals in contact and their superficial micro-geometry. Vacuum 14, 53 (1964) Nurhadiyanto, D.: Influence of Surface Roughness on Leakage of Corrugated Metal Gasket, Dissertation, Yamaguchi University, Japan, September 2014; See also: Haruyama, S., Nurhadiyanto, D., Choiron, M.A., Kaminishi, K. Influence of surface roughness on leakage of new metal gasket. Int. J. Press. Vessels Pip. 111–112, 146 (2013) Perez-Rafols, F.: Modelling and Numerical Analysis of Leakage Through Metal-to-Metal Seals, Licentiate thesis, Lulea University of Technology Department of Engineering Science and Mathematics, Division of Machine Elements (2016). http://pure.ltu.se/portal/files/105667647/Francesci_P_rez_R_fols.pdf Perez-Rafols, F., Larsson, R., Almqvist, A.: Modelling of leakage on metal-to-metal seals. Tribol. Int. 94, 421 (2016) Persson, B.N.J., Yang, C.: Theory of the leak-rate of seals. J. Phys. Condens. Matter 20, 315011 (2008) Persson, B.N.J., Albohr, O., Tartaglino, U., Volokitin, A.I., Tosatti, E.: On the nature of surface roughness with application to contact mechanics, sealing, rubber friction and adhesion. J. Phys. Condens. Matter 17, R1 (2004) Lorenz, B., Persson, B.N.J.: Leak rate of seals: effective-medium theory and comparison with experiment. Eur. Phys. J. E 31, 159 (2010) Lorenz, B., Persson, B.N.J.: Leak rate of seals: comparison of theory with experiment. EPL 86, 44006 (2009) Lorenz, B., Persson, B.N.J.: Time-dependent fluid squeeze-out between solids with rough surfaces. Eur. Phys. J. E 32, 281 (2010) Dapp, W.B., Lucke, A., Persson, B.N.J., Müser, M.H.: Self-affine elastic contacts: percolation and leakage. Phys. Rev. Lett. 108, 244301 (2012) Bottiglione, F., Carbone, G., Mangialardi, L., Mantriota, G.: Leakage mechanism in flat seals. J. Appl. Phys. 106, 104902 (2009) Perez-Rafols, F., Larsson, R., van Riet, E.J., Almqvist, A.: On the flow through plastically deformed surfaces under loading. A frequency based approach. In: Proceedings of the iMeche, Part C: Journal of Mechanical Engineering Science (under review) Pei, L., Hyun, S., Molinari, J.F., Robbins, M.O.: Finite element modeling of elasto-plastic contact between rough surfaces. J. Mech. Phys. Solids 53, 2385 (2005) Kadin, Y., Kligerman, Y., Etsion, I.: Unloading an elastic plastic contact of rough surfaces. J. Mech. Phys. Solids 54, 2652 (2006) Zhao, B., Zhang, S., Wang, P., Hai, Y.: Loading unloading normal stiffness model for power-law hardening surfaces considering actual surface topography. Tribol. Int. 90, 332 (2015) Dapp, W.B., Müser, M.H.: Contact mechanics of and Reynolds flow through saddle points. EPL 109, 44001 (2015) Dapp, W.B., Müser, M.H.: Fluid leakage near the percolation threshold. Sci. Rep. 6, 19513 (2016) Persson, B.N.J.: Theory of rubber friction and contact mechanics. J. Chem. Phys. 115, 3840 (2001) Yang, C., Persson, B.N.J.: Contact mechanics: contact area and interfacial separation from small contact to full contact. J. Phys. Condens. Matter 20, 215214 (2008) Almqvist, A., Campana, C., Prodanov, N., Persson, B.N.J.: Interfacial separation between elastic solids with randomly rough surfaces: comparison between theory and numerical techniques. J. Mech. Phys. Solids 59, 2355 (2012) Persson, B.N.J., Scaraggi, M.: Lubricated sliding dynamics: flow factors and Stribeck curve. Eur. Phys. J. E 34, 1 (2011) Persson, B.N.J., Lorenz, B., Volokitin, A.I.: Heat transfer between elastic solids with randomly rough surfaces. Eur. Phys. J. E 31, 3 (2010); see also: B.N.J. Persson. Surface Science Reports 61, 201 (2006) Persson, B.N.J.: On the fractal dimension of rough surfaces. Tribol. Lett. 54, 99 (2014) Persson, B.N.J.: Contact mechanics for layered materials with randomly rough surfaces. J. Phys. Condens. Matter 24, 095008 (2012) Persson, B.N.J.: Sliding Friction: Physical Principles and Applications. Springer, Heidelberg (2000) Gnecco, E., Meyer, E.: Elements of Friction Theory and Nanotribology. Cambridge University Press, Cambridge (2015)