国家自然科学基金(50675068)
- 作品数：9 被引量：40H指数：5
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- 相关机构：华南理工大学广东工贸职业技术学院顺德职业技术学院更多>>
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- 相关领域：机械工程理学建筑科学更多>>
- 声子摩擦能量耗散机理研究
- 2009年
- 以界面摩擦为研究对象,分析了黏滑过程中的能量积累和耗散问题.基于晶格热动力学理论,通过分析界面原子在周期性势场中跳跃前后的势能差,推导了界面原子温升公式.理论表明,界面温升与摩擦系统的接触状态和材料特性有关,界面交互势能是其中影响较大的因素之一.在滑动阶段初期,由于界面原子处于非热平衡状态,晶格的热振动将通过激发出新声子而耗散能量,从而使得非热平衡向平衡状态转变.通过引入量子力学和热力学理论,分析了界面摩擦能量的耗散规律.结果表明,当声子振动频率较大时,黏着阶段存储于界面振子上的弹性势能在滑动阶段就很快完全耗散,耗散时间远小于滑动阶段的时间.
- 丁凌云龚中良黄平
- 关键词：声子温升
- 用复合振子模型计算纳米尺度滑动摩擦力的研究被引量：1
- 2007年
- 以光滑界面摩擦为研究对象,探讨用复合振子模型计算纳米尺度滑动摩擦力的原理和方法,推导出滑动摩擦力和摩擦因数的计算公式,并用原子力显微镜探针在硅试样和云母试样上做扫描实验进行验证。实验值与理论计算值的对比结果表明,两者所反映的规律基本一致,表明所提出的理论和方法可行。研究表明,滑动摩擦力与接触面积成线性增长关系,并随宏观振子横向刚度的增大而减小,由于可通过改变摩擦表面的几何形貌来改变宏观振子的横向刚度,因此这一结论将为摩擦控制提供一种新途径。
- 许中明黄平
- 关键词：摩擦力
- 热激发效应对界面摩擦的影响被引量：3
- 2012年
- 论文主要从微观角度研究摩擦热产生的机理及摩擦热对摩擦性能的影响.依据固体物理学中原子热振动理论,以界面摩擦为研究对象,从分析界面原子的受迫振动出发,得出界面摩擦过程中原子的振动实际上是自激振动和受迫振动的叠加,界面原子在非平衡状态下的热振动将导致声子的激发和湮灭,进而导致摩擦热的产生,摩擦界面的温度升高.然后,从温度对界面原子能级分布和跃迁的影响角度探讨了热激发效应对界面摩擦的影响,分析得出如下结论:温度低时,界面原子处在激发态的概率随着温度的升高而增加,导致摩擦系数随温度增加而增加;温度在100 K附近界面原子处在激发态的概率出现峰值,导致摩擦系数出现峰值;当温度高于临界值后,摩擦系数随温度的升高反而会降低.最后将本文的理论分析的结果与他人的实验结果对比,显示两者的趋势一致,表明本文提出的理论和方法可行.
- 王亚珍黄平龚中良
- 关键词：热激发声子量子谐振子
- 摩擦磨损的接触界面势垒理论研究被引量：9
- 2007年
- 根据系统和能量的观点,从摩擦界面的微观相互作用出发,提出摩擦磨损的接触界面势垒理论,研究接触界面势垒和标准接触界面势垒的计算方法,并推导出摩擦力、摩擦系数以及粘着磨损量的计算公式.研究表明,界面的摩擦磨损性能取决于接触界面势垒的大小和分布,用标准接触界面势垒作为表征摩擦副材料摩擦磨损特性的指标具有较好的独立性和稳定性.利用已有的实验数据进行计算,结果与超高真空原子力显微镜实验结果基本符合,验证了所提出理论和方法的可行性.
- 许中明黄平
- 关键词：磨损势垒
- 温度对微界面摩擦影响的研究被引量：7
- 2010年
- 以微观界面摩擦为研究对象,分析了温度变化对材料摩擦性能的影响.基于Towle剪切强度-温度经验公式和晶格热动力学理论,推导出摩擦力与温度之间的理论计算公式.理论分析表明:当界面温度低于材料的德拜温度时,摩擦力随着温度的增加而降低.理论计算结果与原子力显微镜实验结果对比,发现二者趋势一致,表明本文提出的理论和方法可行.
- 王亚珍黄平龚中良
- 关键词：真实接触面积温度摩擦力
- 摩擦界面原子受迫振动温升模型及计算研究被引量：4
- 2008年
- 通过对界面摩擦过程中原子在接触势能场作用下受迫振动微观机制的分析,基于受迫振动能量全部转化为系统热能的观点,针对独立振子模型建立了摩擦界面原子的温升模型.结果表明:当晶格常数及原子质量较小时,界面原子受迫振动后的温升随晶格常数及原子质量的增大而减小;当晶格常数及原子质量较大时,晶格常数及原子质量的变化对原子受迫振动温升影响不显著;当受迫振动频率低于原子固有频率时,原子受迫振动温升随相对滑动速度的增大而增加;当受迫振动频率接近原子固有频率时,温升加剧;当受迫振动频率高于原子固有频率时,原子受迫振动温升随相对滑动速度的增加而降低.
- 龚中良丁凌云黄平
- 关键词：受迫振动温升
- 基于耦合振子模型的摩擦力计算研究被引量：5
- 2008年
- 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.
- 丁凌云龚中良黄平
- 关键词：摩擦力
- 基于热力耦合的滑动摩擦系数模型与计算分析被引量：11
- 2008年
- 为预测和控制摩擦过程,通过分析界面原子在界面势能场激励下的热振动,建立了基于摩擦界面热力耦合过程的滑动摩擦系数计算模型.计算分析表明:滑动摩擦系数随相对滑动速度增大而增大;当摩擦界面实际接触面积与载荷呈线性关系时,滑动摩擦系数与接触面积无关;当实际接触面积接近名义接触面积时,滑动摩擦系数随载荷的增加而减小;此外,滑动摩擦系数随晶格常数增大而降低,随原子质量减小而减小.
- 龚中良黄平
- 关键词：热力耦合能量耗散热振动
- 界面摩擦过程非连续能量耗散机理研究被引量：8
- 2008年
- 结合无磨损界面摩擦微观能量耗散机理的复合振子模型,运用量子理论建立了微观能量耗散的量子力学模型.分析表明:在滑动过程中,当界面原子从一种平衡态跳跃至另一种平衡态时,摩擦功以离散形式耗散为界面原子热振子,且界面吸收能量的能力是离散的;高能态界面较低能态界面吸收能量的能力强,表现为易于吸收界面势能.界面原子吸收和释放能量的离散性在宏观上表现为摩擦功耗散的非连续性,为从微观角度解释无磨损界面摩擦状态周期性变化提供了理论基础.
- 龚中良黄平
