矿物凸起在贝壳珍珠母界面中摩擦耗能机理的研究

作     者：温轶 原亚南 张作启 Yi Wen;Yanan Yuan;Zuoqi Zhang

作者机构：武汉大学土木建筑工程学院力学系武汉430072 

出 版 物：《固体力学学报》 (Chinese Journal of Solid Mechanics)

年 卷 期：2021年第42卷第1期

页      面：45-52页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(11772240 11720101002 11542001和11502175)资助 

主　　题：珍珠母 界面 凸起 界面增强 摩擦耗能 

摘      要：论文建立了珍珠母矿物质板相对滑移时表面矿物凸起相互攀爬摩擦的理论模型,得到了界面等效摩擦性能可以表示为两个无量纲参数的函数:凸起高宽比α=A/l、凸起高度与板厚度比β=A/D.理论预测与有限元模拟结果对比,两者符合良好,验证了理论模型的有效性.通过理论和计算分析,得到以下结论:(1)矿物质板表面凸起的存在对板间界面摩擦起到了显著的增强作用;(2)等效界面摩擦系数随α增大而增大,但与β无关;(3)α和β的提高均能提高界面等效剪切强度和摩擦耗能.该研究揭示了矿物质板表面凸起的微结构特征对界面摩擦耗能机制的影响规律,对于理解珍珠母贝壳等承力生物材料的界面增强增韧机理和指导相关仿生复合材料的设计有重要意义.