Effects of stretching on the frictional stress of rubber
在本文中，我们报告的新的实验结果的影响，在平面内表面拉伸的聚二甲基硅氧烷（PDMS）橡胶的摩擦与光滑的刚性探针。在稳态滑动下的PDMS基板的表面处测量摩擦引起的位移场。然后，相应的接触压力和摩擦应力分布的反演过程中确定。使用这种方法，我们表明，局部摩擦应力$τ$是成比例的局部拉伸比$λ$在橡胶表面。使用三角形平冲头的其他数据表明，$τ(λ)$关系与接触几何形状无关。从使用预拉伸的PDMS基板的摩擦实验中，还发现摩擦应力的拉伸依赖性是各向同性的，即它不依赖于拉伸和滑动方向之间的角度。这种现象的潜在的物理解释内提供了Sundamach的摩擦模型的框架。虽然目前的实验是处理光滑的接触界面，报告的$τ(λ)$依赖性也是相关的统计粗糙的接触界面的摩擦，而不是占在相关的接触力学模型。
2017-06-01 cond-mat.soft
The statistics of frictional families
我们开发了一个理论描述的机械稳定的摩擦填料之间的差异，所需的接触的总数为无摩擦盘的等压填料和摩擦填料，$m=N_c^0-N_c$的接触的数量。鞍阶数$m$表示如果去除摩擦，静态填料将具有的无约束自由度的数量。使用一种新的数值方法，使我们能够枚举磁盘包装为每个$m$，我们表明，在给定的静摩擦系数$μ$，$P_m(μ)$，可以表示为一个幂级数在$μ$的概率，以获得一个填料与鞍阶$m$。使用这种形式的$P_m(μ)$，我们定量地描述了平均接触数对摩擦系数的静态磁盘填料的Cundall-Strack模型直接模拟所有$μ$和$N$。
2014-02-04 cond-mat.soft
Flow-Arrest Transitions in Frictional Granular Matter
采用恒应力离散元模拟方法研究了摩擦颗粒物质剪切流动与剪切停止状态之间的转变。通过使摩擦颗粒的稀体系经受恒定的外部剪切应力和压力，摩擦依赖的临界剪切应力和密度被清楚地识别，两者都表现出低摩擦和高摩擦之间的交叉。临界剪切应力分叉两个非平衡稳态：（i）稳定状态的剪切流的特征在于一个恒定的变形速率，和（ii）剪切制动的特征在于时间衰减蠕变到一个静态稳定状态。在临界剪切应力以下的时间$t_{c}$发生制动，该时间表现出重尾分布，其均值和方差在临界剪切应力下以幂律发散，具有摩擦依赖指数，该指数也表现出低摩擦和高摩擦之间的交叉。这些观察结果表明，临界剪切应力附近的颗粒逮捕是高度不可预测的，并强烈影响颗粒间摩擦。
2019-01-30 cond-mat.soft
A robotic crawler exploiting directional frictional interactions: experiments, numerics, and derivation of a reduced model
我们提出了实验和数值结果的模型爬行器，它能够提取净位置的变化，从相互的形状变化，即“呼吸样”的变形，由于方向，摩擦相互作用与纹理固体基板，介导的灵活倾斜的脚。我们还提出了一个简单的简化模型，捕捉步态的运动学和能量学的基本特征，并将其预测与实验和数值模拟的结果进行比较。
2014-08-26 cond-mat.soft
Complex Memory Formation in Frictional Granular Media
本文通过数值模拟发现，软摩擦颗粒系统在缓慢压缩时可存储任意剪切波形，并在解压时以时间反序回忆，揭示了摩擦颗粒介质中的复杂记忆机制。
2023-04-25 cond-mat.soft
Shear modulus and reversible particle trajectories of frictional granular materials under oscillatory shear
在这项研究中，我们数值研究的机械响应和轨迹的摩擦颗粒在振荡剪切下的可逆阶段，颗粒轨迹形成闭环屈服点以下。当摩擦系数较小时，储能模量表现出软化，损耗模量在准静态极限下保持有限。随着摩擦系数的增加，软化和残余损耗模量被抑制。的存储和损耗模量满足标度律，如果它们被绘制为由应变振幅和颗粒的直径划分的环轨迹的面积的函数，至少对于它们的小值。
2021-05-28 cond-mat.soft
Linear stability and viscoelastic response in weakly jammed frictional granular systems
Toyota Central R&D Labs., Inc.（丰田中央研究所有限公司）
本研究针对含接触摩擦的颗粒系统，用离散元法模拟摩擦球静态堆积物，解决游离颗粒识别问题并分析能量矩阵谱，发现谱的中高频区与摩擦系数、堆积分数无关。
2026-09-01 cond-mat.soft
Experimental Confirmation of Hyperuniformity of torque fluctuations in Frictional Matter
本文首次通过实验证实摩擦颗粒堆积中力矩涨落具有超均匀性，并证明d维球体内力矩涨落方差按R^{d-1}增长，为应力自相关按弹性格林函数衰减提供了实验依据。
2025-08-19 cond-mat.soft
Indentation of an elastic arch on a frictional substrate: Pinning, unfolding and snapping
Ritsumeikan University（立命馆大学）
研究弹性拱在摩擦基底上的力学行为，揭示三种配置类型及 snapping 转变机制，通过理论与数值模拟分析弹性、几何与摩擦的相互作用。
2026-01-02 cond-mat.soft
Nanofriction on Sodium Polystyrene Sulfonate Brushes in Water
利用摩擦力显微镜（FFM）研究了聚苯乙烯磺酸钠（NaPSS）刷在水中的摩擦性能。采用接枝法在硅片上制备了聚电解质刷。与光滑硅晶片上的流体动力润滑相比，电刷显著降低了摩擦力和动摩擦动摩擦因数。摩擦力与滑动速度无关，但对于较低程度的NaPSS聚合而言，摩擦力较低。纳米压痕测试表明，刷中的聚合物链被强烈地拉伸远离基板。这些结果表明，聚合物链在水中点支撑FFM探针尖端，并减少接触面积和摩擦。
2014-02-19 cond-mat.soft
Torque Hyperuniformity in Frictional Granular Matter - Theory and Experiments
Hangzhou International Innovation Institute, Beihang University（北京航空航天大学杭州创新研究院）；School of Physics and Astronomy, Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学物理与天文学院）；Institute of Natural Sciences, Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学自然科学研究院）；Sino-Europe Complex Science Center, School of Mathematics, North University of China（中意复杂科学中心，中北大学数学系）；Department of Chemical Physics, the Weizmann Institute of Science（魏茨曼科学研究所化学物理系）
本文研究了摩擦颗粒物质中应力自相关和扭矩波动的超均匀性，通过实验验证了理论预测在二维系统和各向同性负载下的适用性。
2026-03-09 cond-mat.soft
Theory of unconventional singularities of frictional shear cracks
沿摩擦界面传播的裂纹状物体，即~摩擦剪切裂纹在广泛的摩擦现象中起主要作用。这种摩擦裂纹通常被假设为具有理想剪切裂纹的万有平方根近边奇异性，正如线弹性断裂力学所预测的那样。在这里，我们表明，这是不是一般的情况下，由于内在的摩擦强度对滑移率的依赖性，即使形成摩擦界面的机构是相同的，主要是线弹性。相反，摩擦剪切裂纹具有非常规的奇异性，其特征在于奇异阶$ξ$不同于传统的$-\tfrac{1}{2}$。结果表明，$ξ$取决于摩擦定律，传播速度和对称模式的加载。我们讨论了非常规奇点理论的一般结构，以及它们对摩擦裂纹的能量平衡和动力学的影响。最后，我们提出了明确的计算$ξ$和相关的近边缘领域的线性粘性摩擦-这可能会出现作为一个扰动近似的非线性摩擦法或其本身-在平面（模式-II）和反平面（模式-III）剪切载荷。
2021-03-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
From force distribution to average coordination number in frictional granular matter
本文研究了堵塞颗粒介质中法向和切向摩擦力的联合概率分布$P_μ(f_t, f_n)$，特别是当$μ= \infty$ .一个普遍的比例定律被发现折叠的数据$μ=0$ $\infty$证明力分布$P_μ(f_t, f_n)$和平均配位数，$z^μ_c$之间的联系。结果确定了有限摩擦系数下的$z_c^μ$，将等静压颗粒填料的约束计数论证推广到有限摩擦填料。
2008-08-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Tailoring the frictional properties of granular media
提出了一种改变钠钙玻璃球表面粗糙度的方法，目的是调节颗粒间的摩擦力。系统地研究了化学腐蚀对颗粒表面形貌和体摩擦性能的影响。使用白光干涉测量法测量晶粒的表面粗糙度，其特征在于横向和垂直粗糙度长度尺度。水下休止角的测量，以了解整体摩擦行为。我们观察到，摩擦系数取决于垂直粗糙度长度尺度。我们还演示了散装表面粗糙度测量使用碳酸软饮料。
2011-08-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Slippery but tough - the rapid fracture of lubricated frictional interfaces
本文研究了粗糙接触块体在界面上涂有薄润滑层时的摩擦起始问题。实际接触面积和界面附近的应力场的高速测量表明，传播的剪切裂纹介导润滑摩擦运动。虽然润滑剂降低了界面阻力，但令人惊讶的是，它们显著增加了破裂期间耗散的能量$Γ$。此外，润滑剂粘度影响摩擦的开始，但对$Γ$没有影响。断裂力学提供了一种新的方式来查看，否则隐藏的润滑层的复杂动力学。
2016-04-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Aftershocks in a frictional earthquake model
受弹簧块模型的启发，我们详细阐述了一个“最小”的地震物理模型，再现了两个主要的经验地震定律，古腾堡-里克特定律和大森余震定律。我们的新观点是要证明，同时纳入的老化的接触在滑动界面和弹性的滑板构成的最小成分，在同一个摩擦模型中的两个法律。
2016-05-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The interaction of frictional slip and adhesion for a stiff sphere on a compliant substrate
摩擦如何影响粘附力的解决。该问题被认为是在一个非常刚性的球体粘附到一个顺应性，各向同性，线性弹性基板，并经历相对于彼此的粘附和摩擦滑动的上下文中。附着力被认为是由球体和基底之间非常大的吸引力驱动的，该吸引力只能在它们之间非常小的距离处起作用。因此，粘附行为可以由约翰逊-肯德尔-罗伯茨模型表示，并且假设当发生摩擦滑动时也是如此。摩擦滑动被认为是由滑动界面处的均匀、恒定的剪切牵引力抵抗的，该模型被认为对小粗糙体和与刚性材料接触的顺应性弹性体有效。摩擦和粘附力的相互作用，已知同意一些实验数据的模型，利用。该模型是由于约翰逊，其粘附-摩擦相互作用被假定为干，接触面积收缩后，从一个假设的可逆能量释放与摩擦滑动。这种行为被认为是由摩擦滑动产生或消除的表面微结构引起的，其中这些微结构以可逆的方式存储一些弹性应变能。相关的可逆能量释放速率来自于系统中发生的能量交换。约翰逊模型，它为少量的摩擦滑动的渐近分析，被证明是一致的，我们确定的可逆能量释放率。
2019-10-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Effect of boundary vibration on the frictional behavior of a dense sheared granular layer
我们报告的三维离散元方法（DEM）模拟的结果，旨在调查的作用，边界振动诱导剪切颗粒层的摩擦弱化。我们研究的作用，不同的振动振幅施加在不同的剪切应力水平，在粘滑制度和稳定滑动制度的颗粒层。结果报告的摩擦下降和动能释放与摩擦弱化事件。我们发现，较大的振动振幅诱导较大的摩擦弱化事件。结果表明，一个阈值以下，没有诱导摩擦弱化发生的证据。摩擦滴的大小被发现是依赖于在振动时的剪切应力。一个显着的增加之间的比例的滑动接触的数量在颗粒层中的粘附接触的数量观察到大的振动振幅。这些振动诱导的接触重排增强颗粒移动并诱导摩擦下降和动能释放。这一观察结果提供了一些洞察力的颗粒尺度机制的摩擦削弱边界振动在一个致密的剪切颗粒层。除了描述振动诱发剪切弱化的基本物理特性外，我们还试图了解断层在地震波作用下是如何破坏的。这是众所周知的动态地震触发现象。我们相信，颗粒物理学是理解这一点的关键。
2014-01-24 cond-mat.soft physics.geo-ph
Spatiotemporal dynamics of frictional systems: The interplay of interfacial friction and bulk elasticity
界面在自然和工程系统中非常丰富，预测它们的行为仍然是科学和技术上的重要挑战。这些挑战的核心在于界面本构关系-宏观摩擦定律-与形成摩擦界面的物体的体弹性之间的内在耦合。在这篇专题论文中，我们讨论了宏观摩擦定律的一般性质，以及它与体弹性的耦合产生丰富的时空摩擦动力学的许多方式。我们首先提出了广泛使用的速率和状态摩擦本构框架，讨论其权力和局限性，并提出了实验数据支持的扩展。然后，我们讨论了体弹性如何耦合不同部分的接口，以及如何的范围和性质的相互作用的影响系统的几何形状。最后，根据界面物理和体物理之间的耦合，我们讨论了空间扩展摩擦系统中的基本现象，包括均匀滑动的稳定性，滑动运动的开始和各种各样的传播摩擦模式（例如破裂前沿，愈合前沿和滑移脉冲）。总体而言，本专题论文中提出和讨论的结果突出了空间扩展摩擦系统中界面和体物理学所起的不可分割的作用。
2019-08-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.geo-ph
Extent of force indeterminacy in packings of frictional rigid disks
采用离散元模拟方法研究了摩擦刚性颗粒的静态填充问题。我们探讨了一个给定的包装结构的空间中的接触力允许力实现的合奏。我们用不同的方法来估计力的不确定度。的不确定性表现出非单调依赖于颗粒间的摩擦系数。我们直接验证，较大的力的不确定性是伴随着一个更强大的行为对局部扰动。我们还研究了个别接触力的局部不确定性。局部不确定性的概率分布根据摩擦力改变其形状。我们发现，当地的不确定性往往是较大的力链的中间摩擦。这种相关性在大摩擦极限中消失。
2011-04-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Frictional dynamics of viscoelastic solids driven on a rough surface
本文研究了粘弹性动力学对（平均场）弹簧-块系统摩擦特性的影响。当驱动器以恒定速度V移动时，观察到两个动态机制：在快速驱动时，在临界阈值Vc以上，系统以驱动器速度滑动并显示速度减弱的摩擦力。在Vc以下，稳定滑动变得不稳定，并开始粘滑状态。在载玻片-保持-载玻片驱动方案中，摩擦力的峰值出现在保持时间之后，并且其幅度随着保持持续时间而增大。这些观察结果与速率-状态方程中唯象编码的摩擦力是一致的。我们的模型给出了这样的宏观描述的微观基础。
2015-08-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Atomistic modelling of frictional anisotropy of palladium nanoparticles on graphene
这篇文章是我们以前研究的金属纳米颗粒在石墨烯衬底表面的摩擦各向异性的其他温度条件下的延续。采用经典的分子动力学模型研究了钯纳米颗粒在石墨烯片上沿不同横向的摩擦力。研究了由10000个原子组成的纳米粒子在石墨烯表面高速滑动时的各向异性。纳米颗粒接触表面的不可通约性和短程有序性以及石墨烯变形的影响导致摩擦力没有明显的角度依赖性。
2021-03-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Discontinuous Shear Thickening of Frictional Hard-Sphere Suspensions
不连续剪切增稠（DST）观察到在许多稠密的非热悬浮液已被证明是难以理解的，并通过数值模拟再现。通过引入一个数值方案，包括相关的流体动力学相互作用和granularlike接触，我们表明，接触摩擦是至关重要的DST。在临界体积分数以上，我们观察到两种状态的存在：低粘度，无接触（因此，无摩擦）状态，和高粘度摩擦剪切卡住状态。这两种状态被临界剪切应力分开，临界剪切应力与DST发生的临界剪切速率相关。剪切堵塞状态使人联想到颗粒物质的堵塞阶段。连续剪切增稠被视为堵塞转变的较低体积分数痕迹。
2013-10-05 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Frictional state evolution laws and the non-linear nucleation of dynamic shear rupture
本文研究摩擦定律与弹性耦合下界面滑移不稳定性的特征长度，发现更符合实验的摩擦定律所需成核面积可忽略不计，从而质疑最小地震尺寸的存在，并揭示成核阶段可判别摩擦强度演化性质。
2023-08-31 cond-mat.soft math.DS physics.geo-ph
Self-sustained frictional cooling in active matter
本文报告了活性粒子中无需外部接触的“自维持摩擦冷却”现象，该现象由活性与干摩擦的相互作用及粒子致密笼禁效应产生，实验与模拟验证了其机制，并揭示了在二维群体机器人中调控动力学和结构特性的应用潜力。
2025-03-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Transition from Static to Dynamic Friction in an Array of Frictional Disks
控制从静态摩擦过渡到动态摩擦的不稳定性的性质研究的背景下，从上面压在基板上的摩擦盘阵列。在这种情况下，力都是明确的，牛顿动力学可以在没有任何唯象假设的情况下使用。我们表明，最近发现的振荡不稳定性是负责的过渡，使个别磁盘自发地达到库仑极限和滑动与动态摩擦。模型的透明性使人们能够充分理解这一现象，包括从后缘到前缘的波浪速度，反之亦然。
2019-08-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Velocity-driven frictional sliding: Coarsening and steady-state pulse trains
本研究针对速率弱化区间内速度驱动的均匀速率-状态摩擦系统，揭示其存在自愈合滑动脉冲与粗化动力学，形成稳态脉冲序列，结合理论与数值模拟阐明其特性及小高度下的弹摩擦不稳定性。
2021-04-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft nlin.PS
A steady-state frictional crack in a strip
本文研究了条带几何中沿界面扩展的稳态摩擦裂纹，发现其需摩擦强度对滑移速度非单调依赖且应力降消失，破裂由后方流入能量驱动，并推导了其介观与宏观标度关系及边缘应力奇异性表达式。
2024-10-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft nlin.PS
Aging and configurational memories at rough frictional interfaces
Van der Waals–Zeeman Institute, Institute of Physics, University of Amsterdam（阿姆斯特丹大学范德瓦尔斯-泽曼物理研究所）
通过纳米分辨率滑动实验，发现静摩擦源于滑动起始时的摩擦过冲，并推导出控制粗糙峰集体构型演化的微分方程，证明静摩擦是集体粗糙峰动力学的涌现结果。
2026-10-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.class-ph
