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Accès ouvert déclaré 2026 article

Combining X-ray tomography and digital volume correlation to measure 3D bulk mechanical fields in Hertzian contact mechanics

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Résumé fourni par la source

In this study, we revisit classical Hertzian contact theory through a novel experimental approach that enables in situ 3D imaging of contact mechanics using laboratory-based X-ray tomography. By employing a model contact system—a PDMS sphere indented into a PMMA plane—we measure the 3D displacement field within the deforming elastomeric PDMS sample during indentation using digital volume correlation (DVC).We introduce multiple methods to experimentally evaluate the stress field beneath the contact surface and directly compare it to the predicted Hertzian stress distribution. Our approach leverages DVC-based finite element simulations, where boundary conditions are fully derived from the experimentally measured displacement field. This eliminates reliance on contact assumptions or numerical contact algorithms, ensuring that the stress field is determined solely by experimental data.To our knowledge, this work presents the first experimentally driven characterization of a full-field stress distribution beneath the contact surface, demonstrating qualitative agreement with classical contact models. However, our findings also indicate that achieving quantitative agreement will require the development of more complex models, which do not currently exist, as well as advancements in DVC regularization schemes to account for surface-specific behaviors.While this paper focuses on normal loading conditions, the experimental setup and methodology are fully adaptable to any type of contact loading scenario.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Combining X-ray tomography and digital volume correlation to measure 3D bulk mechanical fields in Hertzian contact mechanics
Date Crossref
01/06/2026
Éditeur
Elsevier BV
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude et ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Institutions déclarées

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

Sujets associés

Adhesion, Friction, and Surface InteractionsForce Microscopy Techniques and ApplicationsComposite Material Mechanics

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