目前我国正处于汽车工业的发展期,对摩擦材料适应高速、载重、舒适、环境等摩擦稳定性的要求越来越高。因此,深入开展摩擦材料及其摩擦机理的研究,对保障汽车的安全行驶和保护人类生命无疑具有重要意义。汽车制动过程中,摩擦发生在摩擦材料和摩擦盘之间,摩擦材料表面和摩擦盘表面都能生成摩擦层,摩擦性能主要由摩擦层(图1)决定。摩擦层的结构是连接摩擦材料组成和摩擦性能关系的桥梁,对汽车摩擦材料的研究必然涉及摩擦层的结构(生成和破坏)、摩擦层和摩擦性能关系(摩擦层的作用)、摩擦化学等摩擦机理问题。本论文根据吕亚非教授率先开展研究的组合摩擦材料(定义为原材料经过筛选,摩擦性能经过优化的摩擦材料)研究方法,着重利用数学方法从摩屑的物理运动方面揭示摩擦层的作用及其生成与破坏机理,提出了摩屑运动的四个基础的模型,并作了相应的分析计算。尤其对元胞自动机模型进行了深入的讨论,提出了变时间步长的二维和三维元胞自动机模型,能较好地模拟摩屑运动的过程。