在最近的一項研究中，壓力變送器的研究人員使用高性能計算機模擬來了解在將兩種材料摩擦在一起時表面粗糙度如何變化。

    研究人員的研究結(jié)果提供了對磨損和摩擦機制的更好理解，對從工程學(xué)到構(gòu)造斷層分析的應(yīng)用具有重要意義。

    表面磨損是指當(dāng)一對表面彼此接觸時材料損失的過程。這個概念具有相當(dāng)大的健康，社會和經(jīng)濟后果 - 想象一下移動車輛排出的細顆粒。此外，甚至可以在所有層面上看到，從納米尺度到構(gòu)造斷層的規(guī)模，都有鑿巖形成。雖然存在許多磨損機制，但已知粘合劑類型是最常見的一種。當(dāng)兩個表面（例如，兩個相同的金屬片）相互摩擦并粘在一起時，就會發(fā)生這種情況。

    表面粗糙度是影響磨損機制的參數(shù)之一。更深入地了解壓力變送器的磨損過程中表面粗糙度如何變化將增強對這種機制的控制。這可能導(dǎo)致溫室氣體排放，能源消耗和費用的大幅減少。

 

    前所未有的模擬
    在壓力變送器L的計算固體力學(xué)實驗室（LSMS），研究人員采取了朝這個方向邁出的重要一步。該團隊已經(jīng)數(shù)字化地復(fù)制了表面粗糙度隨時間發(fā)生變化的情況，其結(jié)果與實驗結(jié)果相關(guān)。它們的持續(xù)時間使它們的模擬區(qū)別開來：使用壓力變送器L開發(fā)的技術(shù)，LSMS科學(xué)家在很長一段時間內(nèi)成功地模擬了這些機制。這意味著，他們能夠捕獲整個過程 - 從第一個幾何到最后一個分形幾何。研究人員的研究結(jié)果已于2019年3月8 日在網(wǎng)站上報道。

    這是壓力變送器的研究人員進行的第三次粘著磨損研究。他們于2016年在Nature Communications報道的最初研究應(yīng)用數(shù)字模擬來闡明如何通過粘合劑磨損產(chǎn)生細小顆粒。在2017年早些時候，研究人員進一步進行了他們的模擬實驗，另一項研究報告在美國國家科學(xué)院院刊中報道，可以預(yù)測這些顆粒的大小，形狀和體積。

    圖片不完整
    調(diào)查人員還沒有完全理解磨損的物理基礎(chǔ)，工程師仍然需要針對個別情況進行臨時實驗。然而，眾所周知的是，通常由磨損表面表現(xiàn)出典型的分形形態(tài)，稱為自仿射。這種自仿射形態(tài)具有一定的重要特征，無論其規(guī)模和材料如何，其起源仍然未知。

    關(guān)于表面粗糙度隨時間的變化如何發(fā)生的研究并不多，而且它已經(jīng)在很大程度上是實驗性的。一個實驗限制是，由于碎片的形成，很難跟蹤摩擦過程中表面形態(tài)的變化。為解決這個問題，該團隊使用了他們的數(shù)值模擬，這些模擬提供了連續(xù)的信息流。

    強大的數(shù)值模擬
    在未來幾天，壓力變送器的研究人員希望通過在對行業(yè)有重要意義的材料的3D模型上使用他們的模擬方法來研究粘著磨損的起源。