具有自增幅摩擦的交错系统中的粘滑动力学

理解粘滑动力学在多样物理条件下的表现是摩擦学中的关键议题。尽管在简单摩擦配置中已有广泛研究，但对复杂装配中粘滑行为的表征具有挑战性。本 work 首次系统性地研究了具有通过牵引力转换为法向压缩实现摩擦增幼的多个接触面系统中的粘滑动力学。我们以交错纸块为模型系统，结合力量测量和图像处理，对在不同分离速度下拉开两个纸块时发生的粘滑事件进行表征。我们发现，峰值力和粘滑事件幅度随系统分离速度的增加而减小。通过结合之前设计的摩擦增幼模型和简单摩擦弹簧块系统预测的粘滑动力学，我们将观察到的行为与装配中演化的法向压缩联系起来。通过力量测量和成像，我们从低速度下的粘滑事件中提取系统的有效刚度，并将其与系统的法向压缩相关联。随后，我们通过考虑装配中法向力的空间分布来预测随分离速度增加而导致的全局刚度减小，这决定了系统机械响应中有效贡献面的数量。我们的发现揭示了由摩擦力介导的内部应力分布与机械响应之间的非平凡相互作用，对颗粒材料、纺织品、纤维系统和机械增材材料具有启发意义。