双材料界面处摩擦滑动的动态不稳定性

我们研究在通用率-状态摩擦型本构框架内，有限高度$H$的可变形固体在刚性固体上稳定滑动的二维线性稳定性分析，充分计入弹性动力学效应。我们推导了线性稳定性谱，量化了与摩擦本构定律相关的稳定化作用以及与法向应力变化和界面滑移之间的弹性动力学双材料耦合相关的失稳作用、以及有限尺寸效应之间的相互作用。与摩擦本构定律相关的稳定化效应包括速度强化摩擦（即摩擦阻力随滑移速度增加而增加，包括瞬时和稳态条件下）以及对法向应力变化的规则化响应。我们首先考虑小波数$k$极限，并证明这种情况下的均匀滑动普遍不稳定，与摩擦定律细节无关。这种普遍不稳定性由传播的波导状模式介导，其增长最快模式的特征波数满足$k H\!\sim\!{\cal O}(1)$，增长率随$H^{-1}$缩放。然后我们考虑极限$k H\!\to\!\infty$并推导这种情况下的稳定性相图。我们表明主导失稳模式以接近膨胀波速的方向与滑动方向相反传播。在某些物理参数范围内也存在以接近剪切波速沿滑动方向传播的不稳定性模式。最后，我们表明在广义率-状态摩擦模型框架内，对法向应力变化的有限时间规则化响应倾向于促进稳定性。