Mecanica contactului

Mecanica contactului (Contact mechanics) se ocupa cu studiul deformatiilor solidelor in contact in unul sau mai multe puncte. Formularea fizica si matematica a problemei este construita pe elemente de mecanica mediului continuu, teoria elasticitatii si plasticitatii. Mecanica contactului furnizeaza informatii necesare in ingineria mecanica.

Prima lucrare de Mecanica contactului (Asupra contactului corpurilor solide) apartine lui H. Hertz si dateaza din 1882. Hertz a incercat sa inteleaga cum se pot modifica proprietatile optice ale unor lentile in contact atunci cand sunt presate cu o forta. Rezultatele obtinute au fost extinse in toate domeniile ingineriei, cu precadere insa in domeniul Tribologiei. Tensiunile din contactul Hertzian se refera la tensiuni localizate care apar la contactul dintre doua suprafete curbe; suprafetele sunt apasate cu o sarcina care creste progresiv. Valoarea deformatiei este dependenta de modulele de elasticitate ale materialelor in contact. Rezulta tensiunea de contact ca o functie de forta normala de contact, de razele de curbura ale corpurilor in contact si de modulele de elasticitate. La rotile dintate si lagare in functionare aceste tensiuni au variatii ciclice care pot conduce la aparitia fisurilor de oboseala. Tensiunea de contact este importanta in evaluarea portantei lagarelor, rezistentei la oboseala a angrenajelor si a altor corpuri care vin in contact.

Principiile Contactului mecanic pot fi aplicate in domenii cum ar fi: industria auto, cai ferate, dispozitive de cuplare, motoare cu combustie, etansari, deformari plastice in matrita, sudare cu ultrasunete, contacte electrice si multe altele.

Provocarile actuale ale acestui domeniu sunt analiza tensiunilor de contact intre mai multe corpuri, luarea in considerare a lubrifierii, studiul fenomenelor de uzura. Aplicatii ale Mecanicii contactului sunt extinse in domeniul micro si nanotehnologiei.

Miscarea unui singur corp in spatiu este descrisa de ecuatii din Mecanica mediului continuu. Abordarile utilizate in Mecanica contactului restrictioneaza miscarea a doua sau mai multe corpuri in spatiu prin introducerea restrictiilor suplimentare. Aceste restrictii unilaterale asigura nepenetrabilitatea reciproca a corpurilor in contact. Odata obtinut setul de ecuatii pentru problema de contact, se pot folosi mai multe scheme de obtinerea solutiei care sa simuleze comportarea corpurilor in contact si sa determine campul deplasarilor si al tensiunilor. In analiza se face distinctie intre contactul cu frecare si fara frecare.