具有径向粗糙分形特征的金刚石压头-铜基体纳尺度摩擦特性

来源：振动与冲击杂志2024年第19期北京时间：

作者：孙韵韵,张妍,巫世晶,刘胜

单位：武汉大学动力与机械学院，武汉430072

摘要：考虑金刚石压头表面的粗糙形貌，结合旋转矩阵法和分形几何理论，构建具有径向粗糙分形特征的压头表面，利用分子动力学方法模拟金刚石压头与铜基体的纳尺度接触摩擦过程，揭示压头表面粗糙形貌、压入深度和滑动速度对压头-铜基体接触界面摩擦力、磨损量等特性的影响。研究表明：压头粗糙形貌直接影响滑动摩擦力和基体磨损量，当压入深度和滑动速度恒定时，压头表面越粗糙，界面摩擦力和基体磨损量都越大；压头的表面形貌恒定时，增大压头的压入深度或滑动速度，界面对应的摩擦力、基体温差均随之增加；对于压头粗糙形貌、压入深度和滑动速度三种因素，滑动摩擦力和基体磨损量对压头表面粗糙形貌和压入深度更敏感，而铜基体温差对滑动速度更敏感。<br>

关键词：粗糙分形表面；摩擦特性；粗糙压头；分子动力学