Моделирование методом конечных элементов срезания отдельного волоса бороды бритвенной системой с сеткой и лезвием

Эффективность электробритв для сухого бритья зависит от взаимодействия бритвенных компонентов, волос и кожи. На платформе ABAQUS/Explicit созданы конечно-элементные модели для имитации процесса срезания волоса бороды. Кожа представлена трёхслойной структурой с одним цилиндрическим волосом, внедрённым в кожу. Свойства кожи описаны гиперупругой моделью Нео—Гука для эпидермиса и вязкоупругой моделью Прони для дермы и гиподермы с учётом конечных деформаций. Волос смоделирован как упругопластический материал с повреждением при сдвиге. Режущая система состоит из лезвия и бритвенной сетки. Проанализированы результаты моделирования процесса срезания, включая сжатие кожи, изгиб волоса, его перерезание и отделение. Расчёты режущих нагрузок, напряжений в коже и повреждения волоса показали влияние зазора, высоты выпячивания кожи, размеров и формы лезвия на результаты срезания. Представлены подробности построения конечно-элементных моделей срезания волоса и обозначены трудности, возникающие при построении моделей и проведении численного моделирования.