不稳定裂纹触发双材料摩擦中的渐近破裂模式

连接两种材料的界面在摩擦接触下的破裂控制着它们的宏观滑动。界面破裂动力学显著依赖于限定摩擦界面的块体材料的力学性质。当材料相似时，近期的实验与理论工作表明，由线弹性断裂力学（LEFM）描述的剪切裂纹定量地刻画了摩擦界面的破裂。当两种材料的弹性性质不同时，由双材料耦合引起的许多新效应随之出现：界面处的法向应力与局部滑移率弹性动力学地耦合。在较低破裂速度下，双材料耦合并不十分显著，界面破裂由 LEFM 能很好描述的“双材料裂纹”所主导。随着破裂速度增加，我们通过实验与理论展示了双材料裂纹如何在亚声速临界破裂速度 $c_T$ 处变得不稳定。当破裂方向与被软材料中所施加剪切的方向相反时，我们表明 $c_T$ 即为亚声速极限速度。当破裂沿软材料中所施加剪切的方向传播时，我们证明 $c_T$ 解释了滑移脉冲（以空间局域化滑移为特征的新型破裂模式）如何以及何时产生。本工作完成了关于双材料界面摩擦破裂如何发生的基础物理描述。