Granular packings with sliding, rolling and twisting friction
直觉告诉我们，由于摩擦和其他耗散相互作用的存在，滚动或旋转的球体最终会停止。阻止球体的滚动和旋转/扭转扭矩的阻力也通过增加对运动自由度的约束的数量来改变摩擦球体的颗粒堆积的微观结构。我们进行离散元建模模拟，以构建球体填料实施一系列的摩擦约束下的压力控制协议。当颗粒经历高的滑动、滚动和扭转阻力时，可分别在低至0.53和2.5的体积分数和平均配位数下实现机械稳定的填料。只有当颗粒模型包括滚动和扭转摩擦时，才能重现实验体积分数。
2020-07-21 cond-mat.soft
Tuning of friction noise by accessing the rolling-sliding option
机械系统中的可变动力传输通常通过装置来实现，例如，离合器和制动器，使用干摩擦。在这些系统中，动力传递的可变性是通过接合和脱离摩擦片来实现的。虽然常用，但这种使耦合产生噪声的方法并不像它们的电气模拟那样通用。另一种方法是间歇地改变摩擦力。在本文中，我们展示了一种自组织的方法来调整噪声之间的摩擦耦合的两个表面之间的相对运动与对方。这是通过利用由放置在表面之间的圆形凹槽中的球的摩擦相互作用引起的复杂性来实现的。耦合中松弛的程度与滚珠在其滚动和滑动状态之间进行转换的速率有关。如果运动表面是软的，静态表面是硬的，我们表明，随着填充分数的增加的球的滚动和滑动之间的过渡对静态表面让位于滚动和滑动之间的过渡对运动表面。因此，耦合中的噪声对于小填充分数和大填充分数都很大，中间有一个凹陷。相反，如果运动板是硬的，则与静态表面的滑动被抑制，并且耦合中的噪声随着球的填充率而单调减小。
2020-02-11 cond-mat.soft
Friction through molecular adsorption at the sliding interface of hydrogels: Theory and experiments
本文结合专用旋转实验与分子吸附模型，研究聚二甲基丙烯酰胺水凝胶与改性二氧化硅界面的对数速度依赖摩擦，并提取粘附能与吸附特征时间。
2024-07-10 cond-mat.soft
General contact mechanics theory for randomly rough surfaces with application to rubber friction
我们推广的接触力学和橡胶摩擦理论的情况下，两个表面都有表面粗糙度。固体可以是刚性的、弹性的或粘弹性的，并且可以是均匀的或分层的。我们计算的接触面积，粘弹性贡献的摩擦力，和平均界面分离的滑动速度和名义接触压力的函数。我们说明了理论与数值结果的橡胶块在路面上滑动。我们发现，随着滑动速度的增加，橡胶块上的粗糙度的影响减少，并在轮胎动力学涉及的典型滑动速度，它可以忽略不计。
2015-06-23 cond-mat.soft
Friction of a slider on a granular layer: Non-monotonic thickness dependence and effect of boundary conditions
我们调查的有效摩擦所遇到的质量滑动颗粒层作为床层厚度和边界粗糙度条件的函数。所观察到的摩擦具有最小值的一个小的层数之前，它的增加和饱和到一个值，这取决于滑动表面的粗糙度。我们使用的指数匹配的间隙液体探测的内部运动的颗粒与荧光成像的制度，液体上测得的摩擦没有显着的影响。作为深度的函数得到的剪切剖面示出减少在滑动表面附近的滑移作为层厚度的增加。我们建议，摩擦取决于相对于滑动面的晶粒约束的程度。
2005-12-22 cond-mat.soft
Modelling viscoelastic adhesion and friction in sliding contact mechanics
本研究通过新能量方法探讨稳态滑动中粘弹性材料的粗糙粘附接触，揭示小/大尺度粘弹性对粘附强度、摩擦及能量释放率的影响，并获实验支持。
2024-11-12 cond-mat.soft
Elasticity and onset of frictional dissipation at a non-sliding multicontact interface
我们测量的弹性和耗散响应的多接触界面，两个接触宏观固体的粗糙表面之间形成的，提交一个偏置振荡剪切力。我们的证据表明，超出线性粘弹性制度，在低剪切振幅下观察到，界面响应表现出耗散组件，对应于摩擦耗散的发病。后一种状态存在，而所施加的切向力，远离标称静态阈值，不会引起任何滑动。这一结果，类似于Mindlin的一个单一的接触，导致我们扩展他的模型的“微滑”的情况下，由多个微接触的接口。虽然令人满意地描述了弹性响应，该模型未能考虑到所观察到的能量耗散，我们认为，结果从一个事实，即局部库仑摩擦在Mindlin的模型中的关键假设是不合理的，在亚微米尺度的微滑移区内的表面粗糙微接触。
2002-10-15 cond-mat.soft
Friction of poroelastic contacts with thin hydrogel films
我们报告薄的聚（二甲基丙烯酰胺）（PDMA）水凝胶薄膜接枝在玻璃基板上的滑动接触与玻璃球探针的摩擦行为。摩擦实验进行了各种速度和施加法向载荷与接触完全浸入水中。除了摩擦力的测量，一种新的光学装置的设计，以图像的形状下的接触稳态滑动。摩擦力$F_t$和接触形状的速度依赖性被发现由Péclet数Pe控制，Péclet数Pe被定义为将水排出接触区域所需的时间$τ$与接触时间$a/v$的比率，其中$v$是滑动速度，$a$是接触半径。当Pe<1时，静态法向压入下的平衡圆接触在滑动过程中保持不变。相反，当Pe>1时，当滑动速度增加时，观察到接触面积减小以及接触不对称性的发展。在Pe~ $\approx$ ~1处也观察到$F_t$的最大值。这些实验观察进行了讨论的光的多孔弹性接触模型的基础上的薄膜近似。该模型表明，当Pe>1时，所观察到的接触几何形状的变化是由于孔隙压力不平衡的发展。在假设大部分摩擦能量由滑动接触前缘和后缘的多孔弹性流动耗散的情况下，还提供了摩擦力及其对法向载荷和速度的依赖性的数量级估计。
2018-07-19 cond-mat.soft
Sliding friction in the hydrodynamic lubrication regime for a power-law fluid
本文通过标度分析研究幂律流体在流体动力润滑状态下的滑动摩擦，论证当幂律指数 n<1/2 时剪切稀化区域力学不稳定，导致 Stribeck 曲线不连续并可能出现迟滞，同时讨论了法向应力、流动瞬态和拉伸黏度的影响及其在剪切增稠中的应用。
2023-07-09 cond-mat.soft
Rigidity sensing by stochastic sliding friction
计算了随机连接体与运动细丝相互作用时所产生的滑动摩擦力。的弹性性能的链接锚定的基板上示出强烈影响的摩擦力。在某些情况下，对于有限的基底刚度，力是最大的。集体效应引起动态不稳定性，导致粘滑行为，这是基板敏感。这些结果的相关性的肌动蛋白逆行流动的爬行细胞的动力进行了讨论。
2013-10-30 cond-mat.soft q-bio.CB
Cold self-lubrication of sliding ice
本研究通过冰界面分子模拟提出，冰表面的自润滑主要来自冷态位移驱动的非晶化，而非热力学熔化，并阐明低摩擦还需疏水界面或过量水条件。
2025-06-12 cond-mat.soft
Lubricated friction of textured soft substrates
从第一性原理理解湿的、图案化的表面的滑动摩擦是具有挑战性的。虽然新兴的应用程序已经寻求从生物学的设计原则，一个通用的框架是缺乏的，因为软界面经历固体变形和流体耗散之间的多物理耦合。我们研究了超过50种图案化滑动对的弹性流体动力学滑动，所述图案化滑动对包括弹性体、热固性材料和水凝胶，并且发现纹理化诱导宏观摩擦系数的临界转变。该临界摩擦力普遍地缩放，而没有任何拟合参数，具有减小的弹性模量和图案几何形状。为了捕获摩擦耗散，我们将流动曲线分成两个区域，并考虑流体对图案施加的剪切力和法向力的贡献。我们的模型结合了雷诺方程和弹性形变，提供物理的见解，允许工程的弹性流体动力学摩擦在一类软摩擦对使用图案的几何形状，材料弹性，和流体特性。
2019-09-13 cond-mat.soft
Efficient sliding locomotion with isotropic friction
蛇的身体覆盖着鳞片，这使得它更容易向某些方向滑动。这种摩擦力的各向异性使得蛇能够以起伏的步态滑动，这是蛇最常见的步态之一。各向同性摩擦是一种更简单的情况（例如，蛇机器人），但不太了解。在这项工作中，我们规范的滑动运动模型，允许静摩擦。然后，我们提出了一个强大的迭代数值方法来研究各向同性库仑摩擦下的各种运动的效率。我们发现，简单的波动运动给小净运动的各向同性制度。我们计算一般的三连杆机构的时间谐波运动，并找到三个局部最优的效率。前两个在一定程度上涉及到静摩擦。然后，我们提出了一类光滑的身体运动，具有相似性的手风琴运动（包括参与的静摩擦），可以实现最佳的效率，各向同性和各向异性的摩擦。
2019-02-08 cond-mat.soft physics.bio-ph
Rubber adhesion and friction: role of surface energy and contamination films
研究了表面能和污染膜对橡胶粘附和滑动摩擦的影响。我们发现，有一个转移的分子从橡胶到基板，这减少了粘附功，使橡胶摩擦不敏感的基板表面能。我们发现，有没有简单的粘附和摩擦之间的关系：粘附是由于（垂直）分离过程中的接触区域的边缘（开口裂纹传播），而摩擦在许多情况下，主要是由（切向）粘滑不稳定性的纳米区域，在整个滑动接触。因此，虽然流体中的拉脱力可以大大减小（由于粘附功的减小），但滑动摩擦可能仅受到轻微影响，因为实际接触区域可能是干燥的，并且接触区域中的摩擦剪切应力几乎不受流体的影响。
2020-11-12 cond-mat.soft
Active contacts create controllable friction
本研究针对多主动接触点的干滑动摩擦系统，通过控制各接触点速度实现可控的力-速度曲线，得到可调的有效黏度与摩擦系数，甚至近无摩擦滑动，为运动研究与工程表面设计提供新思路。
2025-01-16 cond-mat.soft physics.bio-ph
Rubber friction: role of the flash temperature
当橡胶块在粗糙的硬基体上滑动时，基体的粗糙度会使橡胶表面产生时间依赖性的变形，从而导致橡胶中的粘弹性能量耗散，这对滑动摩擦有贡献。大多数固体表面在许多不同的长度尺度上都具有粗糙度，因此在计算摩擦力时，必须考虑所有长度尺度上的粘弹性变形。能量耗散将导致橡胶的局部加热。由于橡胶类材料的粘弹性与温度有很强的相关性，因此在分析中必须考虑局部温度的升高。在非常低的滑动速度下，由于热扩散，温度增加可以忽略不计，但是对于0.01 m/s量级的速度，局部加热可能是非常重要的。在这里，我研究了局部加热对橡胶摩擦的影响，我表明，在一个典型的情况下，温度升高导致橡胶摩擦随着滑动速度的增加而减小，v > 0.01 m/s。这可能导致粘滑不稳定性，并且在许多实际应用中是至关重要的，例如，用于轮胎-路面摩擦，特别是ABS制动系统。
2006-05-10 cond-mat.soft
Frictional Contact Network in Dense Suspension Flow
本研究探讨了致密悬浮液剪切增稠过程中摩擦接触网络（FCN）的特征，对比了仅滑动约束与滑动加滚动约束的颗粒网络，发现滚动约束消除了力链对正交支撑的需求并降低阻塞体积分数，为真实悬浮液流动行为提出了新的机械稳定性图景。
2025-05-28 cond-mat.soft
Markov State Modeling of Sliding Friction
马尔可夫态模型是近年来出现的一种分析热平衡分子模拟中稀有事件和寻找亚稳态的关键技术。在这里，我们出口这种技术的研究摩擦，强烈的非平衡事件引起的外力。该方法是基准上研究的Frenkel-Kontorova模型，在那里我们证明了无偏见的识别的最小基础微观状态所需的描述滑动，粘滑和耗散。突出了应用到现实的摩擦系统所需的步骤。
2016-05-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Rubber friction on (apparently) smooth lubricated surfaces
研究了橡胶在硬润滑表面上的滑动摩擦。我们表明，即使肉眼看起来坚硬的表面很光滑，它也可能表现出短波长的粗糙度，这可能对橡胶摩擦产生主要影响。也就是说，观察到的滑动摩擦主要是由于基底表面凹凸引起的橡胶的粘弹性变形。所提出的结果是非常重要的橡胶密封和其他橡胶应用涉及（显然）光滑表面。
2007-10-18 cond-mat.soft
Cracklike Dynamics at the Onset of Frictional Sliding
我们提出了一个弹塑性摩擦模型，其中包括界面刚度。稳态滑动摩擦的特点是一个通用的非单调行为，包括速度减弱和加强分支。在1D和侧向加载的应用程序后，我们证明了存在的瞬态裂纹状战线的速度是独立的声速，我们建议是类似于最近发现的缓慢的界面破裂战线。最重要的是，这些瞬态非均匀加载的前端的属性是由稳态前的解决方案在{ \em最小}的滑动摩擦法律，这意味着存在一个新的速度尺度和“禁断间隙”的破裂速度。我们强调界面刚度所发挥的作用，并补充我们的分析与二维缩放参数。
2011-03-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Non-monotonic dynamics in the onset of frictional slip
从静摩擦到动摩擦的转变通常被描述为类似于活塞的瞬时滑动。然而，旨在了解摩擦不稳定性和地震的慢滑动过程的研究报告慢摩擦瞬变，通常是由经验的速率和状态公式解释。我们进行非常缓慢（$\sim nm/s$）宏观尺度的滑动实验，并表明摩擦滑动的发生是由连续的非单调动力学之间的竞争，从接触老化和剪切引起的复兴。这使得我们的非单调动力学和简单的速率和状态瞬态与一个单一的演化方程来描述。
2021-07-06 cond-mat.soft
The frictional force on sliding drops
固体表面之间的相对运动的动摩擦力不同于启动运动所需的静态力，但通常认为这种区别不会发生在固体上移动的液滴上。最近的实验[Gao等人，Nature Phys. { \bf 114}，191（2018）]对这一观点提出了质疑，并声称观察到滑动液滴的固体对固体摩擦的模拟。我们使用分子动力学模拟来研究在几种情况下，移动的液体施加在固体上的力。与实验室实验所需的间接技术相反，在这些计算中，摩擦力是直接可获得的。我们发现，除了可能的惯性效应，由于突然启动的运动和老化的影响无约束滴，摩擦力是恒定的时间。
2018-09-14 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Rolling, sliding and trapping of driven particles in square obstacle lattices
Universidad Autónoma de Madrid（马德里自治大学）；Condensed Matter Physics Center (IFIMAC)（凝聚态物理中心（IFIMAC））；Instituto Nicolás Cabrera（尼古拉斯·卡布雷拉研究所）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）
研究揭示了在方形障碍晶格衬底上驱动颗粒的运动机制，发现颗粒翻译方向随障碍间距变化而反转，揭示了剪切诱导滚动与压力驱动滑动的竞赛作用，为微流体设计和可控主动材料提供新策略。
2025-05-27 cond-mat.soft
A study of sliding motion of a solid body on a rough surface with asymmetric friction
最近的研究显示出对具有不对称摩擦力的材料的兴趣。本文研究了具有圆形接触面的固体的终端运动。我们假设摩擦力是不对称的正交各向异性的。两种情况下的压力分布进行了分析：赫兹和Boussinesq定律。摩擦力和力矩方程制定和解决这些情况下。数值结果表明，摩擦力的不对称性对运动有显著影响.我们的研究结果可用于更准确地预测由新材料制成的具有不对称表面纹理的物体的接触行为。
2017-06-14 cond-mat.soft physics.class-ph
Molecular adsorption induces normal stresses at frictional interfaces of hydrogels
本研究针对水凝胶-刚性球低速摩擦体系，发现界面分子吸附-拉伸-解吸机制不仅产生摩擦力，还会诱导法向拉入力，通过多条件实验验证了该切向-法向耦合的稳健性，并用考虑界面有限厚度的分子键热驱动模型定量解释了实验结果。
2024-12-09 cond-mat.soft
Anisotropic frictional model for an object sliding in a granular media
本研究通过实验揭示颗粒介质中圆柱体所受摩擦力的各向异性，并建立理论模型，该模型基于摩擦耗散机械能，成功解释了平行与垂直力分量的关系。
2024-01-31 cond-mat.soft
Molecular simulations of sliding on SDS surfactant films
本研究通过分子动力学模拟揭示了物理吸附在金上的SDS单层和半圆柱聚集体的两种摩擦状态及其转变机制，发现高载荷下摩擦力随密度单调增加符合犁沟模型，低载荷下摩擦系数最小值源于粘附、排斥与犁沟效应的竞争。
2023-04-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
On the dependency of rubber friction on the normal force or load: theory and experiment
在橡胶摩擦研究中，经常观察到动摩擦系数μ取决于标称接触压力p。我们讨论了μ的压力依赖性的几种可能来源：（a）接触面积饱和（和摩擦力），（b）非线性粘弹性，（c）表面形貌的非随机性，特别是表面粗糙度轮廓的偏斜度的影响，（d）粘附，和（e）摩擦加热。我们表明，在大多数情况下，μ（p）关系中的非线性主要是由于过程（e）（摩擦加热），这软化了橡胶，增加了接触面积，并（在大多数情况下）减少了粘弹性对摩擦的贡献。事实上，由于在时间t处橡胶中的温度分布取决于滑动历史（即，在较早的时间t0 < t），时间t处的摩擦系数也将取决于滑动历史，即，严格地说，它是时间积分算子。滑动接触中固体之间的接触区域中的能量耗散可导致高的局部温度，这可强烈地影响实际接触面积和摩擦力（和磨损率）。橡胶以1 mm/s以上的速度在路面上滑动时就是这种情况。在参考文献[14]中，我们推导出了描述具有任意热性质的固体摩擦热的方程。本文将这一理论应用于橡胶在路面上的摩擦。数值结果和实验数据进行比较。我们观察到良好的协议之间的计算和测量的温度增加。
2015-12-04 cond-mat.soft
On the viscous dissipation caused by randomly rough indenters in smooth sliding motion
本文用格林函数分子动力学研究了刚性随机粗糙压头与滑过压头的线弹性相对体之间的粘性耗散。该研究包括不同的刚性压头的高度谱特性，在弹性体的粘弹性，并在它们的相互作用的各种模型。所有的系统揭示了预期的阻尼线性滑动速度$v$在小$v$和一个明显的最大值在中间$v$。通过对所研究的模型系统的分析，我们发现了所有的趋势。然而，密切的定量协议，只发现到中间滑动速度。一旦接触面积因滑动而显著减小，摩擦力的相对误差就变得显著。
2021-05-20 cond-mat.soft
Transient sliding of thin hydrogel films: the role of poroelasticity
我们报告的瞬态摩擦响应之间的接触刚性球形玻璃探针和微米厚的聚（二甲基丙烯酰胺）水凝胶膜接枝到玻璃基板上时，横向相对运动施加到接触最初在休息。通过使用\textit{in situ}接触可视化的专用实验，观察到摩擦力和接触尺寸的变化远远超过接触界面处完全滑动条件的发生。根据施加的速度和运动开始前的静态接触时间，观察到摩擦力的过冲或下冲。这些观察结果是合理的，考虑到瞬态主要是由水在应力水凝胶网络内的流动。从多孔弹性接触模型的发展，使用薄膜近似，我们提供了一个理论描述的瞬态的主要特征。我们特别证明了实验观察到的摩擦力$F_t(t)$向稳态的松弛是唯一的指示的时间依赖性的接触半径$a(t)$，独立于滑动速度和施加的法向载荷。
2020-06-30 cond-mat.soft
Static and sliding contact of rough surfaces: effect of asperity-scale properties and long-range elastic interactions
粗糙表面静接触和滑动接触中的摩擦在许多物理现象中是重要的。我们试图理解宏观上观察到的静态和滑动接触行为的集体反应，大量的微观粗糙。我们开发了一个有效的数值框架，可用于研究多个摩擦接触的宏观响应如何取决于长程弹性相互作用，不同的变形接触和局部剪切阻力的本构假设，和表面粗糙度。我们将两个粗糙表面之间的接触近似为一个固定在弹性块上的规则离散变形单元阵列与一个刚性粗糙表面之间的接触。可变形元件是粘弹性或弹性/粘塑性的，具有一定范围的松弛时间，并且接触之间的弹性相互作用是长程的。我们发现，该模型再现了一系列的本构模型的元素的接触和摩擦的演变的主要宏观特征，这表明宏观摩擦响应相对于微观行为是鲁棒的。粘弹性/粘塑性有助于增加摩擦与接触时间，并导致一个微妙的历史依赖性。有趣的是，与平均场响应相比，长程弹性相互作用仅定量地改变结果。我们发现，持续增加的静摩擦系数在长时间内保持表明粘弹性响应的基础材料与多个松弛时间尺度。我们还发现，实验观察到的比例的速度跳跃实验的对数的速度跳跃点到一个复杂的材料相关的剪切阻力在微观尺度的直接影响。
2018-11-09 cond-mat.soft
Theory of the Observed Ultra-Low Friction between Sliding Polyelectrolyte Brushes
使用基于Miklavic Marcelja的平均场论的修改版本的方法表明，由于与两个聚合物刷涂覆的表面相关的抗衡离子而产生的渗透压应该可以支持合理的负载（即，约$10^6 Pa$），刷保持足够远的距离，以防止属于两个刷的聚合物缠结，从而避免被认为是静摩擦和干摩擦的主要机制。
2008-05-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Static and dynamic friction in sliding colloidal monolayers
在一个先驱实验中，Bohlein等人实现了二维胶体晶体在激光产生的周期或准周期势上的受控滑动。在这里，我们提出了现实的模拟和参数，除了再现主要的实验观察到的功能，给出了第一个理论论证的潜在影响的胶体滑动纳米摩擦学。对比了硬无公度晶体中孤子和反孤子的自由运动与两个晶格公度和钉扎时在大静摩擦阈值Fs下孤子-反孤子对的成核。直接从颗粒速度中提取的摩擦功可以作为经典摩擦学参数的函数进行分析，这些参数包括速度、间隔和周期性势的振幅（分别表示滑动界面的失配和“载荷”）。这些和其他功能提示进一步的实验和见解促进胶体滑动到一个新的摩擦研究仪器。
2012-08-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.class-ph
Role of Single Chemical Heterogeneities in Generating Anisotropic Tactile Sensitivity and Soft Sliding Friction Phenomena
University of Delaware（特拉华大学）
通过实验表征软弹性探针在单一化学异质性上的滑动摩擦，发现化学异质性可产生方向依赖的摩擦现象，并影响人类触觉辨别精度。
2026-06-29 cond-mat.soft physics.app-ph
Stress Field at a Sliding Frictional Contact: Experiments and Calculations
利用MEMS传感器测量了弹性体薄膜与光滑玻璃圆柱体接触时基底的法向和切向应力场。这种几何形状允许沿滑动方向测量的应力分布与原始\textit{exact}二维摩擦模型的预测之间的直接比较。后者假定了Amontons摩擦定律，这意味着在稳定滑动中，界面切向应力等于法向应力乘以与压力无关的动摩擦系数$μ_d$，但没有进一步假设法向应力场。在探索的载荷范围内，测量和计算的轮廓之间的差异小于14%。比较与测试模型，基于传统的假设，即正常的应力场是不变的切向加载，表明精确的模型更好地再现实验剖面在高负荷。然而，两种计算方法都没有考虑到仍然存在的重大偏差。在这方面，在计算中所作的其他两个假设，即（i）界面的光滑度和（ii）$μ_d$的压力无关性的相关性进行了简要讨论。
2009-05-12 cond-mat.soft physics.class-ph
On the connection between sliding friction and phonon lifetimes: Thermostat induced thermolubricity effects in molecular dynamics simulations
典型的纳米摩擦学模拟设置是半无限衬底，其特征在于顶部的滑动珠，并且较低的衬底层恒温以控制温度。一个挑战是处理从基底下边界背反射的声子，因为这些声子将人为地减少作用在滑动珠上的摩擦FR。一种提出的解决方案是使用朗之万恒温器，其在温度TLAN下操作，并且具有相应的阻尼参数，最佳地调谐，使得FR最大化[Benassi等人，PHYSREVB，V82，P081401，2010]。在本文中，该方法被重新审视，并涉及到基板声子寿命，基板温度Tcb，和滑动速度。在低滑动速度，粘滑事件之间的时间是大的声子寿命相比，我们没有观察到太多的依赖性FR的Gamma，这里的恒温器调谐是不需要的。在高滑动速度下，在改变Gamma时，我们确认了上述摩擦最大值，但也观察到Tmax的明显最小值，其在这里偏离TLAN。对于强烈非谐的衬底粒子相互作用，FR随Gamma的变化可以理解为热致陆性的表现，背反射基本上不重要。相反，对于谐波相互作用，声子寿命变得非常长，FR强烈地受到背反射声子的影响，但不足以推翻热致液晶性。
2019-04-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Relaxation of Sliding Friction from a Statistical Model of Aging Contacts
Kyoto University（京都大学）
本文提出一个结合对数老化与幂律接触尺寸分布的最小模型，解析推导出滑动摩擦弛豫函数，揭示中间时间响应随幂律指数呈现平台、对数或幂律衰减，并建立微观接触统计与宏观摩擦弛豫的实验可检验联系。
2026-09-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Rheology of sliding leaflets in coarse-grained DSPC lipid bilayers
两亲性脂质双层改变它们沉积在其上的表面的摩擦性质。特别地，与原生表面相比，测量的滑动摩擦系数显著降低。在这项工作中，我们调查的DSPC（1，2-distearoyl-sn-glycero-3-phosphocholine）脂双层的数值粗粒模型的摩擦性能受到纵向剪切。叶片间的摩擦系数是从平衡拉动和松弛模拟获得的。特别是，我们获得了瞬态粘弹性响应的剪切双层。双层的机械响应被发现显着依赖于膜的物理状态，在流体中，但不是在凝胶区域的线性响应制度的证据。
2020-07-11 cond-mat.soft physics.bio-ph
A model of friction with plastic contact nudging: Amontons-Coulomb laws, aging of static friction, and non-monotonic Stribeck curves with finite quasistatic limit
本文提出一种粗糙表面摩擦模型，通过引入接触凸起的塑性侧向微调，同时捕捉Amontons-Coulomb定律、静摩擦老化及非单调Stribeck曲线。核心贡献在于以最小模型要素统一描述动、静摩擦关键观测现象。
2023-05-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Dynamic Stiction Mode by Friction Vector Rotation
我们数值研究了一个简单的滑动系统：一个刚性的质量拉动的弹簧具有很强的面内刚度各向异性和一个小的错位角。模拟结果表明，在这个系统中出现的明显的粘滞相实际上是一个非常缓慢的蠕变阶段，随后是快速的滑动，滑移。令人惊讶的是，摩擦力的绝对值从粘附阶段的一开始就几乎保持恒定，仅仅在滑动平面内旋转。我们把这种由于力矢量的旋转而引起的表观粘滞的具体机制称为“动态粘滞”。
2020-09-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Brownian friction dynamics: fluctuations in sliding distance
本研究针对滑块滑动位置涨落问题，采用微块模拟微凸体的弹簧-滑块模型开展模拟，结合实验数据验证，所得位移功率谱与实验吻合良好，为布朗摩擦动力学研究提供支撑。
2024-06-23 cond-mat.soft physics.class-ph physics.data-an
Non-monotonic frictional behavior in the lubricated sliding of soft patterned surfaces
本文通过雷诺润滑方程数值解和微扰理论，研究了软图案化圆柱表面润滑滑动中的摩擦行为，发现摩擦系数随粗糙度增大先升后降、甚至低于光滑表面的非单调现象，并给出不同速度和粗糙度振幅下的标度律，为软机器人和触觉工程中的摩擦建模提供理论基础。
2024-08-31 cond-mat.soft physics.flu-dyn
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
Relaxation and Recovery in Hydrogel Friction on Smooth Surfaces
\textbf{Background}水凝胶是交联聚合物网络，可吸收和保留大部分液体。在临界滑动速度附近，水凝胶压在光滑表面上表现出在多个时间尺度上发生的时间依赖性摩擦行为，但这些动力学的起源尚未解决。\textbf{Objective}在这里，我们表征这种时间依赖性制度，并表明它是符合两个不同的分子过程：滑动诱导的松弛和静态恢复。\textbf{Methods}我们的实验使用一个定制的销盘摩擦计来检查在各种滑动条件下（从几分钟到几小时）光滑的聚（甲基丙烯酸甲酯）表面上的聚（丙烯酸）水凝胶。\textbf{Results}我们表明，在一个固定的滑动速度，摩擦系数呈指数衰减，并达到一个稳态值。与这种衰减相关的时间常数随滑动速度呈指数变化，并且对界面的任何先前摩擦剪切敏感。这个过程是可逆的;在停止滑动时，摩擦系数恢复到其原始状态。我们还表明，剪切的初始方向可以作为一个可观察到的“记忆”的印记，并在24小时的反复摩擦剪切是可见的。\textbf{Conclusions}我们将这种行为归因于近表面聚合物网络的纳米级延伸和弛豫动力学，从而导致具有两个平行时间尺度的摩擦弛豫和恢复模型。
2021-01-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.flu-dyn
Solid friction between soft filaments
丝状束的任何宏观变形必然伴随着组成细丝的局部滑动和/或拉伸。然而，通过多个接触相互作用的两个对齐的细丝之间的滑动摩擦的性质仍然在很大程度上未被探索。在这里，通过直接测量两束F-肌动蛋白丝之间的滑动力，我们表明，这些摩擦力是出乎意料的大，尺度与滑动速度在固体状摩擦，并表现出复杂的依赖于细丝的重叠长度。我们还表明，减少的摩擦力的数量级，与固体状摩擦的斯托克斯阻力的过渡，可以诱导涂层F-肌动蛋白与聚合物刷。此外，我们在丝状微管和细菌鞭毛中观察到类似的转变。我们的研究结果证明了如何改变长丝的弹性，结构和相互作用可以用来设计长丝间的摩擦，从而调整纤维复合材料的性能。
2015-03-04 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.SC
Soliton dynamics in a solid lubricant during sliding friction
最近的高度理想化的模型研究的润滑纳米摩擦的两个晶体滑动表面与插入薄的固体晶体润滑剂层表明，整体的相对速度的润滑剂$v_{\rm lub} / v_{\rm slider}$仅取决于晶格间距的比率，并保持严格恒定的值，即使当系统参数在很宽的范围内变化。这种奇特的“量子化”动力学锁定被理解为由于错配位错或孤子结构的滑动诱导运动。到目前为止，这一概念的实际相关性，以现实的滑动三维晶体尚未得到证明。在这项工作中，通过经典的分子动力学模拟和理论的考虑，我们实现了一个现实的三维晶体润滑剂晶体几何形状。结果表明，与前进孤子线相关联的润滑剂粒子的通量在这里也引起量子化的速度比。此外，根据界面晶格间距失配，向前和向后的量化运动的润滑剂的预测。通过改变滑动速度、温度、载荷和润滑油膜厚度，进一步研究了动态钉扎状态和量化滑动在现实条件下的持久性。文中还讨论了量子化滑动实验观测的可能性。
2014-02-27 cond-mat.other cond-mat.soft
Dynamic instabilities of frictional sliding at a bimaterial interface
我们研究了二维线性稳定性分析的可变形固体的有限高度$H$，稳定地滑动的刚性固体的顶部内的一个通用的速率和状态摩擦型本构框架，充分考虑弹性动力学效应。我们推导出的线性稳定性谱，量化的摩擦本构关系和不稳定相关的弹性动力学双材料之间的耦合正常的应力变化和界面滑移，和有限的尺寸效应的稳定之间的相互作用。与摩擦本构关系有关的稳定效应包括速度强化摩擦（即~摩擦阻力随着滑动速度的增加而增加，瞬时的和在稳态条件下）以及对法向应力变化的规则化响应。我们首先考虑小波数$k$限制，并证明在这种情况下，均匀滑动是普遍不稳定的，独立的摩擦法的细节。这种普遍的不稳定性是由传播的波导状模式介导的，其增长最快的模式的特征在于满足$k H\!\sim\!{\cal O}(1)$的波数和与$H^{-1}$成比例的增长率。然后，我们考虑极限$k H\!\to\!\infty$，并推导出在这种情况下的稳定相图。我们表明，占主导地位的不稳定模式的传播速度在相反的方向上的滑动方向的接近的摩擦波的速度。在一定的物理参数范围内，也存在沿滑动方向以接近剪切波速传播的失稳模态。最后，我们表明，在广义速率和状态摩擦模型的框架内，有限时间正则化的正常应力变化的反应，往往会促进稳定性。
2015-07-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft nlin.PS
Friction Boosted by Equilibrium Misalignment of Incommensurate Two-Dimensional Colloid Monolayers
在光晶格中滑动的胶体二维单层作为摩擦系统近年来具有重要意义。在一般情况下，当单层和光晶格是无公度的，我们预测两个重要的新奇，一个在静力平衡结构，另一个在滑动下的摩擦行为。在结构上，现实的模拟表明，胶体层应具有在完全平衡的一个小的错位旋转角相对于光晶格，一个效果，迄今为止未被注意到，但在一些公布的实验莫尔图案可见。在滑动，这种错位的影响，提高了胶体单层摩擦的一个相当大的因素，在假设的对齐的情况下讨论到目前为止。类似起源的摩擦增加通常必须影响其他不相称的吸附单分子层和接触，以寻求个案。
2015-03-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Molecules on rails: friction anisotropy and preferential sliding directions of organic nanocrystallites on two-dimensional materials
二维（2D）材料被设想为用于纳米机械系统的超薄固体润滑剂。到目前为止，它们在纳米尺度上的摩擦性能已经通过标准摩擦力显微镜进行了研究。然而，纳米颗粒的横向操纵是一个更合适的方法来研究摩擦对两个接触表面的晶体学的依赖性。然而，这样的实验仍然缺乏。在这项研究中，我们结合原子力显微镜（AFM）的横向操纵和分子动力学模拟，以调查的运动的有机针状纳米石墨烯和六方氮化硼的范德华外延生长。我们观察到纳米针碎片-当被AFM针尖推动时-不会沿着原始的推动方向移动。相反，它们优先沿着针状物的生长方向在2D材料上滑动，针状物沿着相称的方向充当不可见的轨道。此外，当纳米晶通过施加扭矩与AFM针尖在整个优先滑动方向旋转时，我们发现AFM悬臂梁的扭转信号增加。我们证明，结合模拟，这两个，显著的摩擦各向异性和优先滑动方向是由复杂的外延关系，并产生从有机纳米晶体和二维材料之间的相称和不相称的状态。
2018-10-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.app-ph
Correlation between stick-slip frictional sliding and charge transfer
十年前，Budakian和Putterman（Phys. Rev. Lett.，{ \bf 85}，1000（2000））将摩擦归因于当表面力装置的金尖端在聚甲基丙烯酸甲酯表面上拖动时由接触充电引起的键的形成。我们提出了一个粘滑模型，捕捉粘滑事件和电荷转移之间的相关性，以及缺乏正常负载上的连接力跳跃和电荷转移的比例因子的依赖性。在这里，粘滑动力学的粘弹性和塑性形变的时间尺度之间的竞争，并由于与接触充电起次要作用的拉动速度。我们的模型提供了一个替代的基础上解释大多数实验结果，而不归因于摩擦接触充电。
2010-07-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft nlin.CD
Generalized master curve procedure for elastomer friction taking into account dependencies on velocity, temperature and normal force
弹性体与刚性基底滑动接触时，摩擦系数可能取决于大量的系统参数和载荷参数，包括法向力、滑动速度、接触体形状、表面粗糙度等。因此，压痕深度可以被认为是摩擦的“鲁棒控制参数”之一。简单形状和分形表面的摩擦模型表明，弹性体的摩擦系数一般应该是滑动速度，表面梯度，松弛时间和微接触的尺寸的无量纲组合的函数。弛豫时间只取决于温度和表面斜率，微接触的大小主要取决于压痕深度。基于这种摩擦定律的一般结构，我们提出了一个广义的主曲线程序的弹性体摩擦的显着的控制参数-压痕深度（或法向力）考虑。与经典的主曲线的生成不同，在不同的压痕深度的情况下，需要在水平和垂直方向上的移动的依赖性“摩擦-速度的对数”的水平移动。实验研究了不同压痕深度和温度下弹性体的摩擦系数对滑动速度的影响，并根据这一假设生成了主曲线。
2016-04-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Nonmonotonic Magnetic Friction from Collective Rotor Dynamics
University of Konstanz（康斯坦茨大学）；Hong Kong University of Science and Technology（香港科技大学）；Universität Innsbruck（因斯布鲁克大学）
研究揭示磁驱动构型动力学可导致非单调摩擦现象，通过分子动力学模拟和简化模型证实集体磁重构是能量耗散的主要因素，为无接触摩擦控制和磁传感提供新途径。
2026-02-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.app-ph
On the application of fracture mechanics mixed-mode models of sliding with friction and adhesion
正如Menga，Carbone和Dini（MCD）最近在一篇有趣和刺激性的论文中提出的那样，将断裂力学能量概念应用于滑动粘附接触的情况下，在界面处施加剪应力也是恒定的，并且等于材料常数（如在实验中所示），导致接触面积的增加，而这从未观察到。我们补充说，严格的MCD理论也预测的尺寸效应，因此在滑动过程中也没有观察到在实验中的JKR曲线的失真。最后，一个简单的例子与纯模式I接触的情况下，导致在MCD理论的一个无界的接触面积，这是很难解释的，而不是一个可能更正确的限制的毛吉斯-达格代尔解决方案的粘性球时，泰伯参数为零，即DMT的解决方案。因此，我们讨论的MCD理论的影响，虽然他们可能是相当学术：最近的半经验模型，与适当的选择的经验参数，似乎更有前途和强大的实际实验建模。
2019-07-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Size scaling of static friction
横跨薄软润滑剂膜的滑动摩擦通常通过粘滑发生，润滑剂在粘滑时完全固化，在滑动时屈服并流动。从分子动力学（MD）模拟可知，滑动前每单位面积的静摩擦力随着接触面积的增加而减小。这使得粘滑运动在大尺度上的命运变得不清楚和未知;它可能的消失是很重要的，因为这将预示着在大尺度上随着动摩擦力的急剧下降而平滑滑动。在这里，我们用公式表示静摩擦力的标度律，对于软润滑剂，预测随着接触面积A的增加，静摩擦力随着f_m + Δf /A^gamma减小，其中gamma>0。我们的主要发现是，控制大尺寸粘滑生存的f_m值可以通过小尺寸的模拟来评估。通过对软润滑滑动的MD模拟，验证了这一理论。
2013-01-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
