非稳态摩擦滑移脉冲的动力学

自愈合滑移脉冲是摩擦系统的主要时空失效模式，其特征尺寸为 $L(t)$、传播速度为 $c_{\rm p}(t)$（$t$ 为时间）。本文在现实的率-态依赖摩擦系统中建立了滑移脉冲的理论。我们表明滑移脉冲本质上是非稳态对象——与先前发现一致——但其动力学演化与其不稳定的稳态对应物密切相关。特别地，我们证明由驱动剪应力 $\tau_{\rm d}$ 参数化的一族稳态脉冲解得到的与时间无关的 $L^{\mbox{{(0)}}}(\tau_{\rm d})\!-\!c^{\mbox{{(0)}}}_{\rm p}(\tau_{\rm d})$ 线上的每一点都是不稳定的。然而，值得注意的是，c^{\mbox{{(0)}}}_{\rm p}[L^{\mbox{{(0)}}}} 线是一个动力学吸引子，使得滑移脉冲的非稳态动力学（当它们存在时）——无论是增长型（$\dot{L}(t)\!>\!0$）还是衰减型（$\dot{L}(t)\!<\!0$）——都位于该稳态线上。沿该线的非稳态动力学由单一的慢不稳定模控制。增长脉冲的慢动力学表现为 $\dot{L}(t)/c_{\rm p}(t)\!\ll\!1$，解释了持续脉冲的存在，即传播多个特征尺寸而不显著改变其性质的脉冲。我们关于非稳态摩擦滑移脉冲的理论图像得到了大规模动态边界积分法模拟的定量支持。