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基于耦合振子模型的摩擦力计算研究
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:物理学报
  • 时间:0
  • 页码:6500-6507
  • 语言:中文
  • 分类:O313.5[理学—一般力学与力学基础;理学—力学] TU432[建筑科学—岩土工程;建筑科学—土工工程]
  • 作者机构:[1]华南理工大学机械与汽车工程学院,广州510640
  • 相关基金:国家自然科学基金(批准号:50675068)和国家博士后科学基金(批准号:20070410819)资助的课题.
  • 相关项目:基于能量原理的摩擦特性与机理的研究
中文摘要:

以界面摩擦为研究对象,探讨了基于耦合振子模型(coupled-oscillator model)的滑动摩擦微观机理,分析了滑动过程中的能量耗散问题.采用Maugis-Dugdal接触模型替代界面摩擦中的Lennard-Jones势能,并将该模型融入耦合振子模型之中,通过计算振子在一个周期内的能量增加值,推导出了界面摩擦力的理论计算公式.理论分析表明,对于探针-试样接触系统,滑动摩擦力近似随着法向载荷的2/3次方增加,这与纳米摩擦学经典理论是相符的.理论计算结果与超高真空原子力显微镜镀铜探针在Cu(111)晶面扫描实验结果符合良好,表明本文提出的理论和方法可行.

英文摘要:

A new model named the coupled-oscillator model, in which the relationship of the lateral force and the normal force are considered, is proposed for studying the interfacial friction. The Maugis-Dugdal model is used to approximately substitute the Lennard-Jones potential of the interfacial friction in the new model. Then, the formulas for frictional force calculation are deduced. Comparison between the theoretical results and the experimental data obtained by an atomic force microscope shows that the model and the formulas are practically feasible. Based on the coupled-oscillator model, it is found that the frictional force increases approximately with the 2/3th power of the normal force for a tip-sample contact system, which is the same as the classical conclusion of nano-tribology.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876