粗糙表面上的黏着磨损机制与微接触相互作用

我们建立了两个无润滑粗糙表面在法向载荷下形成微接触时的黏着磨损解析模型。该模型基于能量平衡和裂纹萌生准则。我们将模型应用于法向载荷下自仿射粗糙表面的问题，并使用边界元法求解。我们讨论了表面粗糙度的自仿射性，以及给定接触压力下出现的微接触的复杂形貌，如何挑战接触结点的定义。事实上，在黏着磨损背景下，我们表明邻近微接触之间的弹性相互作用可导致产生磨损颗粒，其体积包络了这些微接触的凸包。由此我们获得了一个磨损图，描述瞬时产生的磨损体积作为材料属性、粗糙度参数和载荷条件的函数。在磨损图中可识别出三种不同的磨损机制。特别地，该模型预测了在临界接触压力之上、当微接触间相互作用占优时严重磨损机制的出现。