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365官网:给出了高精度的数值计算结果

时间:2021/4/8 5:34:35   作者:   来源:   阅读:8   评论:0
内容摘要:记者从中国科学技术大学的郑新研究小组的工程学院的科学发现,一个物体的表面粗糙度可以改变强度和接触界面的吸附模式,并揭示了接口Strengthen-weaken和机械吸附模式变化的机制。相关研究成果已于日前发表在《固体力学与物理杂志》上。在微纳米尺度下,材料的表面形貌和表面相互作用极大地影响了材料的吸附接触行为。吸附接触...
记者从中国科学技术大学的郑新研究小组的工程学院的科学发现,一个物体的表面粗糙度可以改变强度和接触界面的吸附模式,并揭示了接口Strengthen-weaken和机械吸附模式变化的机制。相关研究成果已于日前发表在《固体力学与物理杂志》上。

在微纳米尺度下,材料的表面形貌和表面相互作用极大地影响了材料的吸附接触行为。吸附接触力学理论的发展在生物力学、微纳机电和原子力显微镜等许多领域都具有重要的基础意义。自然界的许多现象都与粗糙表面的吸附和接触问题密切相关,如昆虫吸附在物体表面,壁虎在墙上行走等。理想的光滑表面是不存在的,实际的表面是粗糙的。表面粗糙度对材料吸附行为的影响是一个长期争论的问题,其力学机制仍不清楚。

针对上述问题,研究小组通过建立粗糙表面变形和相互作用的自洽方程,建立了完全自洽的模型。编写的计算程序在从根本上解决吸附自一致方程积分项奇异性问题的同时,采用弧长控制法、自适应网格法和牛顿迭代法来解决数值求解的困难。给出了高精度的数值计算结果。

研究人员发现,随着粗糙度的增加,界面强度先增大后减小,吸附方式由简单接触变为多点接触。研究人员建立了吸附模式的分区图,给出了界面的临界粗糙度,揭示了吸附增强-减弱的力学机理。当表面粗糙度较小时,萃取过程中接触区域出现波动压力分布,使得萃取力增大;当表面粗糙度较大时,由于粘附应力的上限,在萃取过程中局部界面发生空化,形成吸附屏蔽区,使萃取力减小。

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