滑动过程中球体与圆柱体的接触力学

利用分子动力学（MD），我们研究了当弹性软 slab（块体）在具有 ${\rm sin} (q_0 x)$ 表面高度轮廓的刚性基底上滑动时，接触力学对滑动速度的依赖关系。块体上的原子通过 Lennard-Jones 势与基底原子相互作用。我们考虑有粘附和无粘附的接触。我们发现，尽管接触区域内的剪应力相当不均匀，但在小速度下（$v < 0.25 \ {\rm m/s}$）接触面积和摩擦力几乎与速度无关。对于无粘附情形，摩擦系数非常小。对于有粘附情形，摩擦系数较高，并且主要源于开口裂纹尖端的能量耗散，滑动过程中该处发生快速的原子脱离事件。我们进行了人手手指与洁净玻璃板之间的粘附实验，对于干燥手指未观察到宏观粘附。我们提出，所观察到的接触面积随剪切力增大而减小源于非粘附的手指-玻璃接触力学，涉及复杂层状材料的大变形。