Adhésion et cinétique de décollement d'un cône rigide tronqué en contact avec un élastomère souple

Stéphane Bouissou; Michel Barquins

doi:10.1016/S1631-0705(02)01303-8

Adhésion et cinétique de décollement d'un cône rigide tronqué en contact avec un élastomère souple

Stéphane Bouissou ¹ ; Michel Barquins ²

¹ Laboratoire géosciences d'Azur, UMR n∘6526, 250, rue Albert-Einstein, Sophia Antipolis, 06560 Valbonne, France
² Laboratoire de physique et de mécanique des milieux hétérogènes, UMR n∘7636, 10, rue Vauquelin, 75231 Paris cedex 05, France

Comptes Rendus. Physique, Volume 3 (2002) no. 2, pp. 239-245.

Résumé
Abstract

L'équilibre et la cinétique de décollement, à charge imposée, d'un tronc de cône rigide, en contact avec la surface plane et lisse d'un massif d'élastomère souple, sont étudiés à partir des concepts de la mécanique de la rupture. La variation de la fonction de dissipation viscoélastique Φ=(G−w)/w, où G est le taux de restitution de l'énergie mécanique et w l'énergie d'adhésion de Dupré, est examinée en fonction de la vitesse d'avance V du bord de la zone circulaire de contact assimilé à un front de fissure. La variation de Φ en fonction de la puissance 0,55 de la vitesse V est retrouvée, confirmant ainsi la loi établie lors de récentes expériences d'adhérence réalisées par Barquins et al. avec le même élastomère (caoutchouc naturel non chargé).

The equilibrium contact and the kinetics of adherence, at an imposed applied load, of a rigid flat-ended cone in contact with the flat and smooth surface of a soft elastomer sample (unfilled natural rubber) are examined with the help of fracture mechanics concepts. The variation of the dissipation function Φ=(G−w)/w, where G is the strain energy release rate and w the Dupré energy of adhesion, is studied as a function of the crack propagation speed V at the interface between the flat-ended rigid cone and the elastic solid. As expected, a master curve Φ(V) is found, confirming the variation of Φ as the 0.55 power function of V, as recently established by Barquins et al. in adherence experiments, with the same rubber-like material.

Reçu le : 2001-09-19
Révisé le : 2001-12-05
Publié le : 2002-01-01

DOI : 10.1016/S1631-0705(02)01303-8

Mots-clés : contact adhésif d'un tronc de cône, mécanique de la rupture, cinétique de décollement
Keywords: adhesion tests, fracture mechanics, kinetics of adherence

Affiliations des auteurs :

Stéphane Bouissou ¹ ; Michel Barquins ²

¹ Laboratoire géosciences d'Azur, UMR n∘6526, 250, rue Albert-Einstein, Sophia Antipolis, 06560 Valbonne, France
² Laboratoire de physique et de mécanique des milieux hétérogènes, UMR n∘7636, 10, rue Vauquelin, 75231 Paris cedex 05, France

@article{CRPHYS_2002__3_2_239_0,
     author = {St\'ephane Bouissou and Michel Barquins},
     title = {Adh\'esion et cin\'etique de d\'ecollement d'un c\^one rigide tronqu\'e en contact avec un \'elastom\`ere souple},
     journal = {Comptes Rendus. Physique},
     pages = {239--245},
     publisher = {Elsevier},
     volume = {3},
     number = {2},
     year = {2002},
     doi = {10.1016/S1631-0705(02)01303-8},
     language = {fr},
}

TY  - JOUR
AU  - Stéphane Bouissou
AU  - Michel Barquins
TI  - Adhésion et cinétique de décollement d'un cône rigide tronqué en contact avec un élastomère souple
JO  - Comptes Rendus. Physique
PY  - 2002
SP  - 239
EP  - 245
VL  - 3
IS  - 2
PB  - Elsevier
DO  - 10.1016/S1631-0705(02)01303-8
LA  - fr
ID  - CRPHYS_2002__3_2_239_0
ER  -

%0 Journal Article
%A Stéphane Bouissou
%A Michel Barquins
%T Adhésion et cinétique de décollement d'un cône rigide tronqué en contact avec un élastomère souple
%J Comptes Rendus. Physique
%D 2002
%P 239-245
%V 3
%N 2
%I Elsevier
%R 10.1016/S1631-0705(02)01303-8
%G fr
%F CRPHYS_2002__3_2_239_0

Stéphane Bouissou; Michel Barquins. Adhésion et cinétique de décollement d'un cône rigide tronqué en contact avec un élastomère souple. Comptes Rendus. Physique, Volume 3 (2002) no. 2, pp. 239-245. doi : 10.1016/S1631-0705(02)01303-8. https://comptes-rendus.academie-sciences.fr/physique/articles/10.1016/S1631-0705(02)01303-8/

Bibliographie
Cité par

[1] D. Maugis; M. Barquins Adhesive contact of sectionally smooth-ended punches on elastic half-spaces: theory and experiment, J. Phys. D, Volume 16 (1983), pp. 1843-1874

[2] I.N. Sneddon The relation between load and penetration in the axisymmetric Boussinesq problem for a punch of arbitrary profile, Int. J. Engng. Sci., Volume 3 (1965), pp. 47-57

[3] M. Barquins; D. Maugis Adhesive contact of axisymmetric punches on an elastic half-space: the modified Hertz–Huber's stress tensor for contacting spheres, J. Méc. Théor. Appl., Volume 1 (1982), pp. 331-357

[4] M. Barquins; J.-C. Charmet Influence of surface properties on the rebound of a rigid ball on a rubber surface, J. Adhes., Volume 57 (1996), pp. 5-19

[5] J.-C. Charmet; M. Barquins Adhesive contact and rolling of a rigid cylinder under the pull of gravity on the underside of a smooth-surfaced sheet of rubber, Int J. Adhes. Adhes., Volume 16 (1996), pp. 249-254

[6] M. Barquins; M.E.R. Shanahan Effect of surface cavities on static and dynamic adhesion to an elastomer, Int J. Adhes. Adhes., Volume 17 (1997), pp. 313-317

[7] M. Barquins; J.-C. Charmet; F. Robbe-Valloire Etat d'équilibre et cinétique de décollement d'un cylindre rigide en contact avec un élastomère souple, C. R. Acad. Sci. Paris Sér. IIb, Volume 326 (1998), pp. 575-585

[8] F. Robbe-Valloire; M. Barquins Kinetics of adherence of a rigid flat-ended sphere in contact on a soft rubber-like material, Int J. Adhes. Adhes., Volume 19 (1999), pp. 288-294

[9] D. Vallet, M. Barquins, Adhesive contact and kinetics of adherence of a rigid conical punch on an elastic half-space (natural rubber), in: Fifth Int. Conf. Contact Mechanics 2001, University of Seville, Spain, 18–20 June 2001

[10] D. Maugis; M. Barquins Fracture mechanics and the adherence of viscoelastics bodies, J. Phys. D, Volume 11 (1978), pp. 1989-2023

[11] M. Barquins Adherence, friction and wear of rubber-like material (R. Denton; M.K. Keshavan, eds.), Wear and Friction of Elastomers, ASTM Publication STP, 1145, ASTM, Baltimore, 1982, pp. 82-113

[12] A.N. Gent; J. Schultz Effect of wetting liquids on the strength of adhesion of viscoelastic materials, J. Adhes., Volume 3 (1972), pp. 281-294

[13] E.H. Andrews; A.J. Kinloch Mechanics of adhesive failure, Proc. Roy. Soc. London A, Volume 332 (1973), pp. 385-399 (401–414)

[14] M. Barquins Adhesive contact and kinetics of adherence between a rigid sphere and an elastomeric solid, Int. J. Adhes. Adhes., Volume 3 (1983), pp. 71-84

Cité par Sources :

Commentaires - Politique