涂層-基體系統(tǒng)裂紋應(yīng)力強(qiáng)度因子的數(shù)值研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代涂層技術(shù)的不斷發(fā)展，涂層材料的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。研究涂層/基體系統(tǒng)的斷裂力學(xué)強(qiáng)度，不僅具有理論意義，同時(shí)為涂層材料的設(shè)計(jì)和制備建立分析基礎(chǔ)。本論文采用有限元系統(tǒng)ANSYS對(duì)涂層/基體系統(tǒng)的應(yīng)力場(chǎng)和應(yīng)力強(qiáng)度因子進(jìn)行數(shù)值分析研究。 對(duì)于柱形壓頭作用下涂層/基體系統(tǒng)接觸應(yīng)力，分析了不同涂層/基體材料匹配和不同涂層厚度條件下的正應(yīng)力及剪應(yīng)力分布情況，比較了不同接觸載荷對(duì)接觸寬度的影響。 對(duì)于Hertz壓力及柱形壓頭作用下涂

2、層/基體系統(tǒng)的應(yīng)力強(qiáng)度因子，分析了不同涂層/基體材料匹配、不同裂紋長(zhǎng)度、不同裂紋位置及雙裂紋交互作用等條件下表面裂紋尖端應(yīng)力強(qiáng)度因子的變化規(guī)律。 對(duì)于涂層/基體系統(tǒng)界面裂紋，分析計(jì)算得到裂紋尖端位移場(chǎng)，求解出裂尖附近區(qū)域內(nèi)對(duì)應(yīng)點(diǎn)的相對(duì)位移，并進(jìn)一步求解裂紋尖端應(yīng)力強(qiáng)度因子，并用雙材料矩形中心界面裂紋驗(yàn)證了該方法的準(zhǔn)確性，進(jìn)而分別研究了Hertz壓力及柱形壓頭作用下，不同涂層/基體材料匹配、不同裂紋長(zhǎng)度、不同裂紋位置及雙裂紋交互作