统计框架下基于时间依赖微观结点定律的历史依赖摩擦与慢滑移

为研究摩擦的微观起源，我们构建了一个框架来描述构成宏观摩擦界面的大量独立微观结点的集体行为。每个微观结点可在两种状态间随时间切换：由位移依赖力表征的钉扎态，以及由时间依赖力表征的滑动态。我们不再单独追踪每个微观结点，而是通过两个耦合分布来描述界面状态：(i) 钉扎结点的拉伸量，(ii) 处于滑动态的时间。我们展示了该框架如何代表摩擦文献中重要模型的 overarching 结构。随后，我们利用该框架系统研究了控制滑动态持续时间的时间尺度的影响。首先，我们得到了稳态摩擦力作为滑动速度的函数。由于该框架允许一整类微观结点行为定律，我们展示了如何选择这些定律以在宏观尺度上获得单调（强化或弱化）或非单调的速度依赖性。接着考虑瞬态情况，我们预测宏观静摩擦系数强烈受界面制备方式的影响，特别是受前一次滑动事件的滑移动力学影响。我们还表明，在该框架下，对于广泛的行为定律，慢滑移会自发发生。