مدلسازی اصطکاک در مقیاس میکرو/نانو در سطوح با توزیع زبری تصادفی

دراین مقاله، اصطکاک سطوح تماسی با توزیع زبری تصادفی در مقیاس نانو، با استفاده از مکانیک تماس JKR، مدل اصطکاکی HK و توزیع زبری تصادفی گرینوود-ویلیامسون یا GW، به عنوان کار جدید مدلسازی و شبیه سازی شده است. سپس تاثیر پارامترهای هندسی سطح شامل انحراف معیار ارتفاع زبری ها و شعاع نوک قله زبری ها (شعاع نوک AFM) بر نیروهای عمودی، اصطکاکی، و نهایتا ضریب اصطکاک مطالعه شده است. طبق نتایج شبیه سازی، مشاهده میشود که با افزایش انحراف معیار ارتفاع زبری ها، نیروی عمودی و نیروی اصطکاکی هر دو افزایش پیدا میکنند در حالی که ضریب اصطکاک با افزایش انحراف معیار رابطه ای معکوس داشته و کاهش پیدا میکند. در ادامه تاثیر شعاع نوک قله زبری ها بر نیروی عمودی، نیروی اصطکاکی و ضریب اصطکاک بررسی شده که هر سه با افزایش شعاع رابطه ای مستقیم داشتند. با توجه به نتایج مشخص شد که تاثیر تغییرات انحراف معیار بیشتر از تاثیر تغییرات شعاع قله زبری ها میباشد.

Keywords:

اafm , مکانیک تماس , مدل زبری گرینوود- ویلیامسون , ضریب اصطکاک , مدل اصطکاکی HK