10. Elemente de mecanica şi fizica contactului corpurilor solide

Prezenţa contactului între piese este (sau poate fi) însoţită, în
general, de apariţia unor fenomene de transfer termic sau electric,
situaţii în care fenomenele mecanice se cuplează cu cele termice sau
electrice.
Clasificarea de mai sus se poate completa şi cu cea de contact
static şi contact dinamic. Contactul static este cel în care corpurile nu
au mişcări relative. Există numeroase situaţii practice în care astfel
de contact există; de exemplu, stâlpii clădirilor, fundaţii în contact cu
solul, suporţi ai diferitelor componente de maşini şi instalaţii etc.
Aceasta se mai numeşte şi problema de penetrare (indentare), în care
un poanson (penetrator sau indentor) apasă pe un semi-spaţiu elastic.
Poansonul transmite o forţă P către suport şi are contact cu acesta pe
o suprafaţă de contact A. Problema de calcul care se pune în astfel de
situaţii este:
- determinarea tensiunilor maxime în zona contactului;
- determinarea deplasărilor celor două corpuri.
Problema are mai multe variante, cum ar fi situaţia în care
ambele sau numai un singur corp este deformabil, sau când frecarea
dintre cele două corpuri se ia sau nu în considerare. Cele mai simple
cazuri de astfel de contacte sunt discutate în secţiunea următoare.
Contactul dinamic apare în cazul în care cele două corpuri se
mişcă relativ şi poate fi împărţit în contact cu alunecare şi contact cu
rostogolire. Contactul cu alunecare apare, de exemplu, în frâne,
ambreiaje şi lagăre, sau în regimul de pornire-oprire al maşinilor
rotative cu suspensie hidro- sau aero-dinamică. Acest tip de contact
este cel mai dezavantajos din punctul de vedere al uzurii. Problema
de calcul care se pune în cazul contactului cu alunecare este similară
cu cea definită mai sus pentru contactul static. Diferenţa constă în
distribuţia tensiunilor care apar în vecinătatea zonei de contact. Acest
aspect este discutat în secţiunea 9.3.
Contactul cu rostogolire este şi el frecvent întâlnit în practică, de
exemplu, la rulmenţi, lagăre de tip cuţit etc. Este un tip de încărcare
care duce la uzură mai mică decât contactul cu alunecare şi de aceea
este folosit în cazurile în care forţele transmise sunt mari, dar vitezele
relative ale suprafeţelor în mişcare sunt moderate. În cazurile în care
vitezele relative sunt mari, se urmăreşte evitarea contactului prin
folosirea suspensiei hidro- sau aero-dinamice. Se menţionează că în
223