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Erschienen in: Tribology Letters 1/2023

01.03.2023 | Original Paper

Transition from Plastic Shearing to Fracture of Asperity Junctions: Role of a Critical Aspect Ratio

verfasst von: Mohammad Malekan

Erschienen in: Tribology Letters | Ausgabe 1/2023

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Abstract

Material loss can result through sliding contact between solids, primarily due to wear process. Failure of interlocking asperities in contact, which can occur as a fracture-induced or plastic shearing mechanism, is a significant contributor in material wear. We developed an analytical model to predict asperity junction failure mechanisms as a function of material properties (fracture toughness and shear strength) and geometrical parameters (asperity height and width). The failure causes fracture-induced and plastic shearing below and above a threshold aspect ratio, respectively. This was validated by a wide range of configurations and materials using both finite element simulations and documented data from literature.

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Literatur
13.
Zurück zum Zitat Bowden, F., Tabor, D.: The Friction and Lubrication of Solids. Oxford University Press, Oxford (2001) Bowden, F., Tabor, D.: The Friction and Lubrication of Solids. Oxford University Press, Oxford (2001)
17.
Zurück zum Zitat Bhaskaran, H., Gotsmann, B., Sebastian, A., Drechsler, U., Lantz, M.A., Despont, M., Jaroenapibal, P., Carpick, R.W., Chen, Y., Sridharan, K.: Ultralow nanoscale wear through atom-by-atom attrition in silicon-containing diamond-like carbon. Nat. Nanotechnol. 5, 181 (2010). https://doi.org/10.1038/nnano.2010.3CrossRef Bhaskaran, H., Gotsmann, B., Sebastian, A., Drechsler, U., Lantz, M.A., Despont, M., Jaroenapibal, P., Carpick, R.W., Chen, Y., Sridharan, K.: Ultralow nanoscale wear through atom-by-atom attrition in silicon-containing diamond-like carbon. Nat. Nanotechnol. 5, 181 (2010). https://​doi.​org/​10.​1038/​nnano.​2010.​3CrossRef
27.
Zurück zum Zitat Bouchet, M.I.D.B., Matta, C., Vacher, B., Le-Mogne, T., Martin, J.M., Lautz, J.V., Ma, T., Pastewka, L., Otschik, J., Gumbsch, P., Moseler, M.: Energy filtering transmission electron microscopy and atomistic simulations of tribo-induced hybridization change of nanocrystalline diamond coating. Carbon 87, 317–329 (2015). https://doi.org/10.1016/j.carbon.2015.02.041CrossRef Bouchet, M.I.D.B., Matta, C., Vacher, B., Le-Mogne, T., Martin, J.M., Lautz, J.V., Ma, T., Pastewka, L., Otschik, J., Gumbsch, P., Moseler, M.: Energy filtering transmission electron microscopy and atomistic simulations of tribo-induced hybridization change of nanocrystalline diamond coating. Carbon 87, 317–329 (2015). https://​doi.​org/​10.​1016/​j.​carbon.​2015.​02.​041CrossRef
29.
46.
Zurück zum Zitat Hibbeler, R.C.: Mechanics of Materials, 10th edn. Pearson Education Inc, Boston (2017) Hibbeler, R.C.: Mechanics of Materials, 10th edn. Pearson Education Inc, Boston (2017)
48.
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60.
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74.
Zurück zum Zitat Bucci, R.H.: ASM Handbook, Volume 19: Fatigue and Fracture (1996) Bucci, R.H.: ASM Handbook, Volume 19: Fatigue and Fracture (1996)
77.
Zurück zum Zitat Lubrecht, A.A., Dwyer-Joyce, R.S., Ioannides, E.: Analysis of the influence of indentations on contact life. In: Dowson, D., Taylor, C.M., Godet, M. (eds.) Proceedings of the 18th Leeds-Lyon Symposium on Tribology (Wear Particles - from the Cradle to the Grave). Elsevier, Amsterdam (1990) Lubrecht, A.A., Dwyer-Joyce, R.S., Ioannides, E.: Analysis of the influence of indentations on contact life. In: Dowson, D., Taylor, C.M., Godet, M. (eds.) Proceedings of the 18th Leeds-Lyon Symposium on Tribology (Wear Particles - from the Cradle to the Grave). Elsevier, Amsterdam (1990)
Metadaten
Titel
Transition from Plastic Shearing to Fracture of Asperity Junctions: Role of a Critical Aspect Ratio
verfasst von
Mohammad Malekan
Publikationsdatum
01.03.2023
Verlag
Springer US
Erschienen in
Tribology Letters / Ausgabe 1/2023
Print ISSN: 1023-8883
Elektronische ISSN: 1573-2711
DOI
https://doi.org/10.1007/s11249-023-01699-3

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