【摘 要】
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微尺度下的接触力学需要考虑表面间的相互作用，接触体在微纳米量级下的黏附性质决定着物体表面黏着和变形等力学行为，黏附接触力学广泛存在于许多工程物理(微机电系统)和生物(壁虎脚掌)领域中。作为一种典型情况，两个圆柱体间的黏附接触是许多接触理论中经常讨论的课题。基于经典的适用于球体接触的双Hertz 黏附模型，本文发展了一套适用于两个微尺度圆柱体间接触的内聚力区黏附模型。本模型中，接触体间的黏附力由两个
【机 构】
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中国工程物理研究院总体工程研究所,绵阳,621900 大连理工大学工程力学系,大连,116023
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微尺度下的接触力学需要考虑表面间的相互作用，接触体在微纳米量级下的黏附性质决定着物体表面黏着和变形等力学行为，黏附接触力学广泛存在于许多工程物理(微机电系统)和生物(壁虎脚掌)领域中。作为一种典型情况，两个圆柱体间的黏附接触是许多接触理论中经常讨论的课题。基于经典的适用于球体接触的双Hertz 黏附模型，本文发展了一套适用于两个微尺度圆柱体间接触的内聚力区黏附模型。本模型中，接触体间的黏附力由两个不同接触尺寸的二维Hertz 压应力之差来描述，这两个接触尺寸分别对应内聚力区的内外宽度(如图1 所示)。本文推导得到了一系列封闭解析解，包括了界面应力场、界面位移场以及外力、接触尺寸和内聚力区尺寸三者的平衡关系。结果分析发现，通过定义一个无量纲参数，本模型适用于一般的材料性质，并且可以实现从对应的JKR 模型到Hertz 模型的过渡统一，即在该无量纲参数极大和极小情况下，本模型给出的理论解可以分别退化为对应的JKR 解和Hertz 解(如图2 所示)。
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