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电润湿作用下水在石墨烯表面流动的边界滑移及界面摩擦

张忠强 , 叶宏飞 , 程广贵 , 郑勇刚 , 丁建宁 , 凌智勇

新型炭材料

采用分子动力学方法结合流体边界滑移理论对电润湿作用下水在石墨烯表面流动的边界滑移及摩擦特性进行数值模拟和理论分析。采用石墨烯-水Couette剪切模型,获取电润湿作用下和不带电情况下的剪切速率轮廓、石墨烯表面的剪切应力、边界滑移速率、滑移长度及界面摩擦系数,着重研究界面滑移长度和界面摩擦系数与剪切应变率之间的变化。结果表明:当剪切应变率超过临界剪切应变率时,滑移长度迅速增加,且电润湿作用下的临界剪切应变率明显高于不带电情况下的临界剪切应变率,而界面摩擦系数随着剪切应变率的增大而减小;石墨烯电润湿作用明显增强了石墨烯-水界面的摩擦。无论在电润湿作用下还是不带电情况下,石墨烯-水Couette模型中水的黏性系数与剪切应变率无关。

关键词: 石墨烯 , 电润湿 , , 边界滑移 , 界面摩擦

基于Lennard-Jones势的界面摩擦黏滑行为动力学研究

龚中良 , 周成博 , 彭远征

表面技术 doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2015.09.007

目的:研究界面摩擦过程中,原子间的相互作用关系及规律。方法基于Lennard-Jones( L-J)势理论,建立界面摩擦黏滑行为的非线弹性振子模型,并以α-Fe晶体为例进行仿真分析。结果在假设条件下,质块振动主振频率约为16 Hz;运动端宏观速度v=1×10-3 m/s是主振幅值增大的临界值;刚度系数k和阻尼系数c分别在1.0~100 N/m,1.0×10-4~1.0×10-1 N/(m/s)范围内变化时,粘滑频率和主振频率分别随二者的增大而提高;摩擦界面真实接触面积S在1.0×10-18~1.0×10-14 m2内变化时,增大摩擦界面间的法向压力将导致黏滑强度增大。仿真计算表明:摩擦界面单个原子受到的激励力与原子间作用势及晶格常数有关,质块的黏滑行为与激励力、相对滑动速度、质块质量、系统刚度系数、系统阻尼系数及真实接触面积等内外因素有关。结论相对滑动速度或真实接触面积增大时,黏滑强度增强;质块质量、系统刚度系数、系统阻尼系数增大时,黏滑强度减弱。系统刚度系数、系统阻尼系数增大时,黏滑频率增大;质块质量增大时,黏滑频率减小;相对滑动速度、真实接触面积对黏滑频率的影响不显著。

关键词: L-J势 , 非线弹性振子 , 阻尼 , 刚度 , 黏滑 , 界面摩擦

Fe-Mn-Si合金相变热滞的理论计算

万见峰 , 陈世朴 , 徐祖耀

金属学报 doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2005.08.003

利用相变热力学和界面摩擦概念,推导出Fe-Mn-Si合金相变热滞(As-Ms)的一般计算表达式;根据此关系式,计算了这种合金的相变热滞,计算结果与实验值相符.合金的界面摩擦能耗比较大,且与合金的热滞成正比,由此可知合金的热滞大是由于界面摩擦能耗大所造成的.

关键词: Fe-Mn-Si合金 , 相变 , 热滞(As-Ms) , 界面摩擦 , 热力学

界面摩擦影响弹体冲击平纹织物过程的数值模拟

杜彦君 , 段一平 , 李秀红

兵器材料科学与工程

利用Ansvs/ls-dyna模拟球形弹体分别冲击100 mm×l00 mm单、双层织物的过程,通过对μ=0、0.3、0.5界面摩擦情况下弹体剩余速度的对比,从能量转移的角度对界面摩擦在冲击过程中所起的作用进行分析.模拟结果表明:不论单层织物还是双层织物,界面摩擦都会影响织物吸收冲击能量的能力;界面摩擦除使冲击过程中产生摩擦滑移能之外,更主要地是增加织物以纱线的动能与形变能的形式吸收的能量,从而提高织物吸收能量的能力;层数在织物对冲击能量的吸收上也有影响,层数增加一倍,织物的吸收能力也会增加将近一倍.

关键词: 界面摩擦 , 弹体冲击 , 平纹织物 , 数值模拟

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