动摩擦和静摩擦的微观机理探讨

摘要

近年来,纳米摩擦学取得了快速发展。纳米摩擦学采用的理论分析手段主要是分子动力学模拟,Frenkel-Kontorova(FK)模型则为分子动力学模拟提供了很好的研究工具。
　　本文第一章简单介绍了纳米摩擦学的发展概况及其研究方法。第二章在介绍FK模型的基础上,运用二维FK模型,研究了原子数目对静摩擦力的影响。发现在公度情况下,错合角θ＝0°时,系统的静摩擦力与原子数目多少无关;θ≠0°时,系统的静摩擦力随着原子数目的增大而减小。第三章研究了动摩擦和静摩擦的微观机理。当外驱动力绝热增加时,发现了两个静摩擦力Fs1和Fs2,当外驱动力绝热减小时,发现了两个动摩擦力Fb1和Fb2。同时发现外驱动力Fext、错合角θ、winding number(b/a)、耦合系数K对Fs1、Fs2、Fb1、Fb2的影响较大。得到了Fs1、Fs2、Fb1、Fb2的解析结果且与数值结果符合得很好。发现Fb1、Fb2随错合角θ的变化不是分形,这与Fs1不同。

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第一章 绪论

1.1 摩擦学概况

1.2 纳米摩擦学

1.3 分子动力学模拟

1）构建经验势函数

2）选择分子模型

3）边界条件和温度控制

4）对运动方程进行数值积分

第二章 原子数目对静摩擦力的影响

2.1 引言

2.2 Frenkel-Kontorova(FK)模型

1. 一维FK模型

2. 二维FK模型

2.3 摩擦力产生的微观物理机制及超滑现象

2.4 原子数目对静摩擦力的影响

1 理论模型

2 结果与分析

?????结论

第三章 动摩擦和静摩擦的微观机理

3.1 引言

3.2 运动方程

（1）平均速度与外驱动力的关系

3.3 数值结果

3.4 本章小结

第四章 总结与展望

参考文献

附录 攻读硕士学位期间已发表和完成的主要论文

致谢