速度强化摩擦显著影响界面动力学、强度与耗散

摩擦界面广泛存在于自然和人造系统中，其动力学仍带来基础性与技术性的重要挑战。近期对多源实验数据的广泛汇编表明，速度强化摩擦（即稳态摩擦阻力在某一范围内随滑动速度增加而增大）是此类界面的普遍特征。此外，速度强化摩擦最近已被关联到缓慢的实验室地震和粘滑运动。在此，我们通过理论研究三种变体的现实速率 - 状态摩擦模型，阐明了速度强化摩擦的重要性。所有变体在小滑动速度下均具有相同的对数速度弱化摩擦，但在较高速度行为上有所不同。通过量化能量分配（如辐射和耗散）、界面破裂锋的选择以及破裂止动，我们表明速度强化摩擦的存在与否会显著影响全局界面阻力以及摩擦失稳期间释放的总能量（“事件震级”）。此外，我们表明不同形式的速度强化摩擦（例如对数型与线性型）可能导致震级相似的事件，但其耗散率和辐射率却截然不同。这是因为这些事件由传播速度差异巨大的界面破裂锋所介导，其中更强的速度强化摩擦会促进更慢的破裂。这些理论结果可能对我们理解摩擦动力学具有重要意义。