含颗粒缺陷涂层材料线接触力学性能数值分析

论文摘要

目的建立线载荷作用下含颗粒缺陷涂层材料的数值分析模型,探究颗粒缺陷对涂层材料接触力学性能的影响,以期为工程实际中机械传动部件表面的涂层工艺优化设计提供理论指导。方法利用半解析法,构建考虑颗粒缺陷的含涂层非均质材料线接触模型,所得计算结果与有限元法结果吻合良好。基于该模型,研究了摩擦系数、颗粒缺陷的位置及分布对含颗粒缺陷涂层材料最大von Mises应力及其深度位置的影响。结果随着摩擦系数的增大,最大von Mises应力值逐渐增大,其深度位置从涂层内部阶跃至近表面。随着颗粒缺陷中心x坐标从左到右变化,最大von Mises应力值先增大后减小,其深度位置位于涂层与基体界面附近或颗粒缺陷近表面端的上端。随着颗粒缺陷与涂层表面距离的增大,最大von Mises应力值先增大,后减小,并逐渐趋于稳定,其深度位置先逐渐远离涂层表面,随后稳定在涂层内部或涂层与基体界面区域。分布颗粒缺陷对最大von Mises应力的影响较为复杂,其深度则位于涂层与基体的界面或颗粒缺陷与基体的界面附近。结论摩擦系数与颗粒缺陷的位置及分布对涂层材料线接触力学性能均能产生较大影响。

论文目录

• 1 考虑涂层内部颗粒缺陷的材料线接触模型
•   1.1 模型理论
•   1.2 模型验证
• 2 单一颗粒缺陷对含涂层非均质材料线接触力学性能的影响
•   2.1 摩擦系数
•   2.2 颗粒缺陷中心x坐标
•   2.3 深度
• 3 多颗粒缺陷对涂层线接触性能的影响
•   3.1 双颗粒缺陷
•   3.2 分布颗粒缺陷
• 4 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 唐雪峰,杨万友,魏子淇,王家序,周青华,黄彦彦

关键词: 涂层,颗粒缺陷,非均质材料,线接触,数值分析,半解析法

来源: 表面技术 2019年11期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 材料科学

单位: 四川大学空天科学与工程学院,中车大连机车研究所有限公司空调事业部

基金: 国家自然科学基金资助项目(51875373),中国博士后科学基金(2018M643469,2019T120836),四川省科技计划项目(2019YJ0093),重庆市重点产业共性关键技术创新专项重大研发项目(cstc2017zdcy-zdzxX0001)~~

分类号: TB306

DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2019.11.014

页码: 140-147+158

总页数: 9

文件大小: 2163K

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