Archard定律在从塑性到断裂的磨损机制过渡中的失效
Archard磨损定律广泛用于量化材料的磨损,是由凹凸不平模型推导出来的。然而,扁平化模型是如此理想化,以至于它不能正确地代表一般互锁非晶的真实情况,在这种情况下,非晶的犁状磨损而不是剪切扁平的非晶。中国科学院力学研究所魏宇杰研究员团队刘小明研究员利用分子动力学模拟,讨论了Archard定律在互锁界面的犁式磨损中是否能够成立(图18)。结果表明,当断裂在磨损中占主导地位时,Archard定律会被打破。增加界面附着力或降低材料的延展性会使主导的磨损因素从塑性变为断裂。提出了一个标准来确定Archard磨损定律何时会被打破,并讨论了所提出的真实材料的标准。提出了Archard定律失效的临界点尺寸;证明当交错的粗糙面的耕作被断裂的碎片所控制时,Archard定律失效;同时,强烈的粘附性促进了磨损碎片的形成,从而将使Archard磨损定律失效。该研究成果发表在《Tribol. Int.》。中科院力学所研究员刘小明为该论文(共同)通讯作者。
图18:磨损量关于凹凸面中Ez的函数。