金属晶体间微观滑动摩擦特性的分子动力学模拟.PDFVIP

第 卷 第 期 中 国 表 面 工 程 ２４ ６ Ｖｏｌ．２４ Ｎｏ．６ 　 　 　 　 　 年 月 ２０１１ １２ ＣＨＩＮＡＳＵＲＦＡＣＥＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ Ｄｅｃｅｍｂｅｒ ２０１１ ： ／ ｄｏｉ１０．３９６９ ．ｉｓｓｎ２０１１．０６．０１４ ｊ 金属晶体间微观滑动摩擦特性的分子动力学模拟 肖 乾，穆 明，周新建 　 　 （华东交通大学 载运工具与装备教育部重点实验室，南昌 ３３００１３） 摘 要：根据独立振子模型的能量耗散机理，以光滑干摩擦接触平面为对象，利用金属晶体的强体积效应特征，构造了 　 简化计算的界面势能模型，分析了在界面摩擦状态下能量非连续耗散过程，建立了简化计算滑动摩擦力与摩擦因数模 型。从瞬间原子位置图和系统能量方面，进行计算模拟和试验对比验证，结果表明：当接触界面势能处在某个谷底时， 滑块受静摩擦力，界面间发生相对运动，滑块变为受滑动摩擦力作用；摩擦力按基本不变的斜率增加到某一值后突然降 低，而后变化呈现一定的周期性；随着滑动的逐渐进行，运动体与基体表面的温度逐渐增加而后趋于稳定，两表面存在 温度差；滑动后界面平均接触压力明显下降，而后趋于平缓。 关键词：分子动力学；界面势能；滑动摩擦；能量耗散 中图分类号： 文献标识码： 文章编号： （ ） ＴＨ１７．１ Ａ １００７９２８９２０１１０６００７８０５ 　　　　 　　　　　 犕狅犾犲犮狌犾犪狉犇狀犪犿犻犮狊犛犻犿狌犾犪狋犻狅狀狅犳犛犾犻犱犻狀 犉狉犻犮狋犻狅狀犆犺犪狉犪犮狋犲狉犻狊狋犻犮狊犅犲狋狑犲犲狀犕犻犮狉狅犕犲狋犪犾犆狉狊狋犪犾狊 狔 犵 狔 ， ， ＸＩＡＯＱｉａｎ ＭＵＭｉｎ ＺＨＯＵＸｉｎ ｉａｎ ｇ ｊ （ ， ， Ｋｅ Ｌａｂｏｒａｔｏｒ ｏｆＭｉｎｉｓｔｒ ｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎｆｏｒＣｏｎｖｅａｎｃｅａｎｄＥｕｉｍｅｎｔＥａｓｔＣｈｉｎａＪｉａｏｔｏｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔ Ｎａｎｃｈａｎ ｙ ｙ ｙ ｙ ｑ ｐ ｇ ｙ ｇ ３３００１３） 犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｔｈｅｃｏｎｔａｃｔｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｏｔｅｎｔｉａｌｍｏｄｅｌｗａｓｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｂａｓｅｄｏｎｅｎｅｒ ｄｉｓｓｉａｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｉｎｄｅｅｎｄｅｎｔ ｐ ｇｙ ｐ ｐ ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒｍｏｄｅｌａｎｄｔｈｅｓｔｒｏｎ ｖｏｌｕｍｅｅｆｆｅｃｔｏｆｍｅｔａｌｃｒｓｔａｌｓａｎｄｔｈｅｎｏｎ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｅｎｅｒ ｄｉｓｓｉａｔｉｏｎ ｒｏｃｅｓｓｉｎｔｈｅ ｇ ｙ ｇｙ ｐ ｐ ｉｎｔｅｒｆａｃｅｆｒｉｃｔｉｏｎｓｔａｔｅｗａｓａｎａｌｚｅｄ．Ａｓｌｉｄｉｎ ｆｒｉｃｔｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｏｎｓｍｏｏｔｈｄｒ ｆｒｉｃｔｉｏｎｃｏｎｔａｃ