准确描述接触界面应力和变形状态对于理解固体的摩擦行为具有重要意义. 本文采用分子动力学模拟方法, 研究了二维刚性圆柱面与单晶铜平面的静摩擦问题, 分别分析了纯法向压入时以及压力和剪力共同作用时接触界面的位移和应力分布. 结果显示, 接触区由无相对切向位移的黏着区和具有显著相对切向位移的滑移区组成; 滑移区内库仑摩擦定律不适用, 且剪应力与压应力之比朝着接触边界线性衰减. 随着切向载荷的增加, 接触压力分布的初始峰值逐渐下降并后移, 而在滑动前缘产生的新峰值上升并向接触中心移动; 同时黏着区中心逐渐向滑动后缘移动, 其尺寸在切向载荷较小时基本保持不变, 但在切向载荷增加到一定程度后快速减小. 此外, 基于模拟结果给出了描述法向压入时接触区压应力和剪应力分布的表达式. 上述结果有助于更全面地认识固体静摩擦的内在机理.
Wang et al. (Sun,) studied this question.