摩擦界面波动效应的数值模拟

摘要：

界面摩擦是一种普遍的自然现象.基于摩擦的界面微接触断裂机制,采用线弹性本构关系和D-P破坏准则,建立了包含三角形微凸起的二维界面摩擦模型,采用有限元分析对入射波和摩擦界面的相互作用进行数值模拟.结果表明:在主动加载的微过程中,界面存在显著的应力波动及精细结构特征,波阵面在界面近区域内的演化具有对称扩散性,应力扰动作用于界面微凸起可诱发其断裂,从而以断裂面为中心形成纵波、横波和界面波结构.一个有趣的现象是,在加载的瞬间,界面几乎同步产生了微应力扰动,以纵波形式向基体内传播,更多比较算例和分析证实该扰动产生的物理机制同作用在界面的整体重力微调整有关.该工作揭示了摩擦早期的界面波动效应及其微断裂机制,有望为地震预测提供新的有效途径,从而实现将地震预测时间提前.

关键词：波动力学、界面摩擦、模拟分析、断裂、地震预测

所属期刊栏目：36

分类号：O346(固体力学)

资助基金：河南省高校基本科研业务费NSFRF210322

在线出版日期：2022-10-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：42-53