本文關(guān)鍵詞：重載條件下鋼基體表面涂層裂紋及分層失效

  更多相關(guān)文章： 裂紋 分層 擴(kuò)展有限元 內(nèi)聚力模型

【摘要】：用有限元法分析了Hertz接觸應(yīng)力下鋼基體表面涂層裂紋和分層失效狀況,采用無(wú)預(yù)制裂紋狀況下的擴(kuò)展有限元(XFEM)技術(shù)和內(nèi)聚力(Cohesive)模型研究了涂層的裂紋擴(kuò)展和分層失效過(guò)程。分析表明:涂層的裂紋萌生于涂層表面,并向內(nèi)部擴(kuò)展;涂層彈性模量越大越易產(chǎn)生裂紋,且裂紋擴(kuò)展越深。涂層的分層失效主要是由涂層-基體界面切應(yīng)力造成;由于畸變應(yīng)力的存在,較薄涂層(如物理氣相沉積涂層),涂層越厚越易產(chǎn)生分層;較厚涂層(如等離子噴涂涂層),涂層越薄越易產(chǎn)生分層。在另一方面,涂層的裂紋和分層會(huì)相互影響,分層會(huì)使涂層更易產(chǎn)生裂紋,使裂紋擴(kuò)展越深,影響裂紋擴(kuò)展速度;涂層裂紋會(huì)使涂層更易分層,使分層區(qū)域在遠(yuǎn)離接觸區(qū)域方向上不斷擴(kuò)展。對(duì)比分析表明,研究結(jié)果與前人的理論及實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合較好,為今后進(jìn)行涂層失效數(shù)值模擬提供了依據(jù)。
【作者單位】： 重慶大學(xué)機(jī)械傳動(dòng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【關(guān)鍵詞】： 裂紋 分層 擴(kuò)展有限元 內(nèi)聚力模型
【基金】：國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(973計(jì)劃)(2014CB046304) 國(guó)家自然科學(xué)基金(51675061)
【分類號(hào)】：TG174.4
【正文快照】： 0引言 近代工業(yè)中,涂層表面工程技術(shù)被廣泛地運(yùn)用于航天、航空、汽車、冶金、機(jī)械等行業(yè)設(shè)備中以降低摩擦件的摩擦系數(shù)、提高其耐磨特性和承載能力[1]。盡管涂層表面工程技術(shù)的應(yīng)用可以提高零部件的摩擦學(xué)性能,但在某些特定條件下(例如重載條件)涂層自身的裂紋和涂層-基體界

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 王生武,戴雅康,陶學(xué)文;疲勞淺裂紋擴(kuò)展數(shù)據(jù)處理及計(jì)算方法的探討[J];試驗(yàn)技術(shù)與試驗(yàn)機(jī);1992年06期

2 周斌生,湯曉英,王正東,吳東棣;高溫蠕變裂紋擴(kuò)展參量Q~*(t)及其應(yīng)用[J];材料工程;2003年10期

3 黃凱珠;黃明利;焦明若;唐春安;;三維表面裂紋擴(kuò)展特征的研究[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);2003年S1期

4 王德詠;張振南;葛修潤(rùn);;應(yīng)用單元劈裂法模擬三維內(nèi)嵌裂紋擴(kuò)展[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);2012年10期

5 孫翔;劉傳奇;薛世峰;;有限元與離散元混合法在裂紋擴(kuò)展中的應(yīng)用[J];中國(guó)石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2013年03期

6 陳篪;論裂紋擴(kuò)展的判據(jù)[J];金屬學(xué)報(bào);1977年Z1期

7 孫福玉,廖乾初,藍(lán)芬蘭,劉才穆,劉建華;高強(qiáng)鋼疲勞斷口的掃描電鏡觀察和裂紋擴(kuò)展機(jī)制的探討[J];金屬學(xué)報(bào);1980年02期

8 鄭文龍;鋼在腐蝕疲勞條件下裂紋擴(kuò)展形態(tài)的轉(zhuǎn)變[J];金屬學(xué)報(bào);1980年04期

9 尹為愷;裂紋擴(kuò)展量測(cè)定裝置[J];洪都科技;1981年02期

10 馬永山;;裂紋擴(kuò)展量測(cè)定裝置[J];航空工藝技術(shù);1981年07期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 高存法;;磁場(chǎng)對(duì)軟磁鐵介質(zhì)內(nèi)裂紋擴(kuò)展行為的影響[A];慶祝中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)成立50周年暨中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)大會(huì)’2007論文摘要集（下）[C];2007年

2 姜燕;樂(lè)金朝;;瀝青路面Ⅰ型裂紋擴(kuò)展的理論分析與數(shù)值仿真[A];中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)大會(huì)'2009論文摘要集[C];2009年

3 常亮明;;田灣核電站反應(yīng)堆壓力容器2#焊縫的假定裂紋擴(kuò)展計(jì)算[A];北京力學(xué)會(huì)第十六屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2010年

4 郭瑞;陳章華;班懷國(guó);;裂紋擴(kuò)展的無(wú)網(wǎng)格有限元模擬[A];北京力學(xué)會(huì)第13屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2007年

5 劉紹倫;;關(guān)于裂紋擴(kuò)展路徑問(wèn)題的研究[A];北京力學(xué)學(xué)會(huì)第12屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集[C];2006年

6 唐旭海;鄭超;張建海;;多邊形有限元法模擬裂紋擴(kuò)展[A];第17屆全國(guó)結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（第Ⅰ冊(cè)）[C];2008年

7 余天堂;李海杰;任青文;;裂紋擴(kuò)展數(shù)值模擬影響因素分析[A];第17屆全國(guó)結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（第Ⅰ冊(cè)）[C];2008年

8 劉文光;陳國(guó)平;;含裂紋平板的振動(dòng)特性及裂紋擴(kuò)展分析[A];第十屆全國(guó)振動(dòng)理論及應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（2011）下冊(cè)[C];2011年

9 祁濤;;管道內(nèi)表面非中心裂紋擴(kuò)展研究[A];第十七屆全國(guó)反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)力學(xué)會(huì)議論文集[C];2012年

10 周磊;郭雅芳;;金屬鎂中沿晶裂紋擴(kuò)展的分子動(dòng)力學(xué)研究[A];中國(guó)力學(xué)大會(huì)——2013論文摘要集[C];2013年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 師訪;巖石破裂過(guò)程的擴(kuò)展有限元法研究[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué);2015年

2 鄧國(guó)堅(jiān);微尺度下疲勞小裂紋擴(kuò)展特性的試驗(yàn)研究[D];華東理工大學(xué);2015年

3 王雁冰;爆炸的動(dòng)靜作用破巖與動(dòng)態(tài)裂紋擴(kuò)展機(jī)理研究[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京);2016年

4 陳昊東;熱荷載作用下玻璃破裂特性及裂紋擴(kuò)展模擬研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2016年

5 郭萍;TC4-DT鈦合金損傷行為研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2015年

6 劉淑蘭;Ni基單晶高溫合金中合金化元素對(duì)裂紋擴(kuò)展作用的原子學(xué)模擬[D];鋼鐵研究總院;2015年

7 吳建國(guó);裂紋擴(kuò)展與損傷演化理論與應(yīng)用研究[D];北京航空航天大學(xué);2009年

8 邱寶象;基于連續(xù)累積損傷的疲勞啟裂和裂紋擴(kuò)展的統(tǒng)一模型[D];浙江工業(yè)大學(xué);2009年

9 周紹青;工程斷裂中的T應(yīng)力及其對(duì)裂紋擴(kuò)展路徑的影響[D];中南大學(xué);2010年

10 黃小光;腐蝕疲勞點(diǎn)蝕演化與裂紋擴(kuò)展機(jī)理研究[D];上海交通大學(xué);2013年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 李彩霞;基于擴(kuò)展有限元法的裂紋擴(kuò)展分析研究[D];西南交通大學(xué);2015年

2 劉帆;船海結(jié)構(gòu)物疲勞熱點(diǎn)裂紋應(yīng)力強(qiáng)度因子及其擴(kuò)展路徑預(yù)報(bào)方法研究[D];上海交通大學(xué);2015年

3 趙莉莉;噴丸殘余應(yīng)力對(duì)裂紋擴(kuò)展疲勞壽命影響的數(shù)值模擬研究[D];山東大學(xué);2015年

4 李玉濤;含內(nèi)部裂紋Q345鋼在單軸拉伸作用下的破壞研究[D];廣西大學(xué);2015年

5 喬龍;低強(qiáng)度地震波和不同低溫下管道裂紋擴(kuò)展的模擬研究[D];新疆大學(xué);2015年

6 洪圓;Ⅰ+Ⅱ復(fù)合型裂紋在TA2中的轉(zhuǎn)型擴(kuò)展研究[D];北京化工大學(xué);2015年

7 陳白斌;基于擴(kuò)展比例邊界有限元法的混凝土結(jié)構(gòu)裂紋擴(kuò)展模擬[D];大連理工大學(xué);2015年

8 暴艷利;基于多邊形比例邊界有限元的重力壩地震斷裂問(wèn)題研究[D];大連理工大學(xué);2015年

9 曹然;復(fù)合材料多瓣易碎蓋設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)研究[D];南京航空航天大學(xué);2014年

10 呂毅;梯度復(fù)合材料的裂紋擴(kuò)展研究[D];南京航空航天大學(xué);2014年

，

本文編號(hào)：1042346