基底支撑刚度梯度变化对石墨烯层间摩擦力的影响

编号：NMJS07419

篇名：基底支撑刚度梯度变化对石墨烯层间摩擦力的影响

作者：董赟 段早琦 陶毅 Gueye Birahima 张艳 陈云飞

关键词： 分子动力学 纳米摩擦 公度接触 刚度梯度

机构： 东南大学机械工程学院江苏省微纳生物医疗器械设计与制造重点实验室 兰州理工大学机电工程学院

摘要： 基于纳米摩擦能耗理论,利用分子动力学方法建立了公度接触下支撑刚度梯度变化的石墨烯层间摩擦力模型,分析了基底质心刚度和支撑刚度梯度变化对基底和薄片各接触区摩擦能耗的贡献.结果表明:软边界区始终贡献驱动力;硬边界区贡献的摩擦力最大,且随着支撑刚度的增大,硬边界区对总摩擦的贡献比也越高.各接触区的摩擦力是薄片和基底之间的褶皱势和接触区产生的法向变形差两部分的共同作用.前者是公度接触下阻碍滑移的界面势垒和刚度梯度方向上不同刚度支撑原子热振动引起的势梯度;后者是接触边界过渡区两侧原子的非对称变形和自由度约束突变引起的非平衡边界势垒相耦合的结果.本文对研究公度接触下刚度梯度支撑的纳米器件的相对运动规律有指导意义.