Сучасні уявлення про механізми тертя (наукове повідомлення на засіданні Президії НАН України 24 жовтня 2012 року)

Abstract

Тертя є однією з найстаріших фізичних проблем. Воно має велике практичне значення, однак, незважаючи на це, повного розуміння проблеми поки що немає. Доповідь присвячено останнім теоретичним дослідженням з фізики тертя. Викладено результати молекулярно-динамічного моделювання тертя, які з’ясовують мікроскопічні механізми руху тонкої плівки мастила. Обговорено підхід до тертя на мезоскопичному рівні, узагальнення якого дозволяють урахувати взаємодію між контактами (нерівностями), описати поширення самовідновних тріщин у фрикційному інтерфейсі та роль деформацій підкладки на початку ковзання, а також передбачити появу провісників землетрусів.

Трение является одной из старейших физических проблем. Оно имеет большое практическое значение; несмотря на это, полное понимание проблемы пока отсутствует. Доклад посвящен последним теоретическим исследованиям физики трения. Во-первых, изложены результаты молекулярно-динамического моделирования трения, которые проясняют микроскопические механизмы движение тонкой пленки смазки. Во-вторых, обсуждается подход к трению на мезоскопическом уровне. Обобщения этого подхода позволяют учесть взаимодействие между контактами (неровностями), описать распространение самовосстанавливающейся трещины во фрикционном интерфейсе и роль деформаций подложки при начале скольжения, а также предсказать появление предвестников землетрясений.

Friction is one of the oldest physical problems of great practical importance; despite of this, a full understanding of the problem is still lacking. The talk is devoted to recent theoretical studies of the physics of friction. First, the results of molecular dynamics simulations are considered, which clarify microscopic mechanisms of motion of a thin lubricant film. Then, the master equation approach to friction on the mesoscopic scale is discussed. Generalizations of this approach in order to incorporate the interaction between the contacts (asperities), the soliton-like propagation of self-healing cracks in the frictional interface, and the role of substrate deformations at the onset of sliding which leads to appearance of precursors, are considered.