一种通过应变和速度的耦合调控摩擦的研究方法技术

本发明专利技术涉及一种通过应变和速度的耦合调控摩擦的研究方法，包括以下步骤：

【技术实现步骤摘要】
一种通过应变和速度的耦合调控摩擦的研究方法


[0001]本专利技术涉及分子动力学
，尤其涉及一种通过应变和速度的耦合调控摩擦的研究方法。

技术介绍

[0002]摩擦是一种普遍存在的能量耗散形式，它将动能转化为热能，并存在于诸多机械系统中。据统计，世界上超过三分之一的能量是通过各种形式的摩擦进行消耗的，这为全球经济效益带来了巨大的负面影响。随着高精度化机械系统的发展，纳米材料因其优异的性能被认为具有极为出色的发展前景。如今，属于纳米材料范畴的二维材料(2D)的逐步兴起，使研究人员开始探索有关降低摩擦磨损的方法和固体润滑剂。研究发现，2D材料的摩擦行为不仅取决于法向载荷、滑动速度和基底刚度，还取决于界面公度性和基底厚度。最近2D的材料研究已将摩擦降低至超润滑水平。
[0003]二硫化钼(MoS2)是一种具有蜂窝状结构的半导体，也是公认最光滑的固体润滑剂之一，在能量转换和存储方面取得了很大进展。由于其层间范德华势较弱，因此MoS2具有优异的摩擦学性能和润滑性能。Kalyan等人将石墨烯和MoS2组合作为固体润滑剂，发现即使在高接触压力和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种通过应变和速度的耦合调控摩擦的研究方法，包括以下步骤：
⑴
建立由二硫化钼/二硫化钼的探针和基底组成的分子动力学摩擦模型,通过直接改变MoS2原子坐标来实现模拟过程中施加在基底上的双轴应变；所述探针包含自由运动层Ⅰ；二硫化钼探针中的每个原子在x、y、z方向上均设置弹簧；其中：x方向上的弹簧将拉动探针原子以10m/s的恒速进行摩擦滑动，y和z方向上的弹簧用于消除探针沿y方向的平移和旋转，以及滑动时沿z方向的运动；在x方向上设置周期性边界条件，y和z方向设置自由边界条件；所述基底包含底端固定层、侧端固定层、侧向调温层以及自由运动层Ⅱ；所述自由运动层Ⅰ与所述自由运动层Ⅱ之间形成摩擦界面；
⑵
执行模拟并处理数据：
①
取应变范围为0~0.2，速度10m/s，分别计算温度0K、300K下MoS2/MoS2界面的瞬时摩擦力和平均摩擦力，进而得到摩擦力与应变之间的变化曲线关系；
②
取应变为0、0.002和0.1,速度10m/s，计算不同应变和速度耦合下的势能面、态密度和摩擦界面热阻，来确定不同应变下态密度对摩擦力的贡献；
③
比较不同应变和温度下的势垒高度与摩擦界面温度幅值，以确定摩擦力对应变和温度的依赖关系；
④
分析不同应变和速度耦合下的摩擦力和摩擦界面热阻，确定应变和速度对MoS2/MoS2界面摩擦力的影响。2.如权利要求1所述的一种通过应变和速度的耦合调控摩擦的研究方法，其特征在于：所述步骤
⑴
中侧向调温层是指将系统温度稳定控制在0K和300K。3.如权利要求1所述的一种通过应变和速度的耦合调控摩擦的研究方法，其特征在于：所述步骤
⑵
执行模拟并处理数据还包括：取应变范围为0~0.2，速度10m/s，设置温度0K和300K，计算分析不同应变和速度耦合下的瞬时摩擦力和平均摩擦力，确定摩擦...

【专利技术属性】
技术研发人员：董赟，丁雨松，芮执元，廉芳铭，惠伟斌，
申请(专利权)人：兰州理工大学，
类型：发明
国别省市：