同质材料多凸体摩擦磨损行为的分子动力学模拟

从纳米级微凸体间剪切运动的角度研究干摩擦机理。考虑同质弹性材料接触过程中存在黏附力、原子转移和凸体间相互作用对纳观黏附摩擦接触过程的影响,采用分子动力学方法研究纳米尺度下同质单晶铜材料的弹性刮头与弹性多凸体基体接触过程的表面摩擦响应,分析了弹性刮头与多凸体多点连续接触的摩擦规律以及刮头接触变形与基体变形的相互作用。研究结果表明:晶格方向差异会导致凸体间不同程度的磨损,摩擦系数随着晶格角度的增大而减小;在控温条件下,摩擦系数随着晶格角度的增加而降低;速度的增加具有一定的减摩作用。由于多凸体模型考虑到凸体间相互作用对材料变形和失效的影响,发现在不同工况下材料表现出不同的抵抗刮擦和变形的能力,弹性刮头以及凸体间相互作用对纳观黏附摩擦特性产生重要影响。

不同因素下镍铜双层膜表面摩擦行为的研究

材料在摩擦接触过程中的弹塑性变形对基体的力学性能具有重要影响。为研究镍铜双层膜在接触过程中的变形行为和力学特性,本文从原子轨迹、原子晶格结构变化、接触力和基体内部位错等方面,详细研究了表面纹理密度、纹理方向、晶体学方向、磨粒半径和接触深度等因素对摩擦接触过程的影响。结果表明:纳观纹理表面以及镀层的引入对接触力产生影响。镍膜晶体学方向对滑动接触过程影响显著,存在接触力最小的晶体学方向;凸体的分布角度对摩擦过程的影响较小;在界面作用下,特定纹理密度表现出一定的减摩作用;基体材料的接触力随着磨粒半径和接触深度的增大而增大;在不同因素及水平下,基体表现出不同的位错缺陷程度和原子堆积现象。