薄膜在滑動接觸臨界條件下的應力分布及失效位置預測
作者：張亞麗; 王志強; 曾泓凱; 秦娜 西南交通大學機械工程學院; 四川成都610031
摘要：目前,基于膜/基系統在發生預滑動現象時的力學性能的有限元研究較少。基于ABAQUS有限元分析方法建立了二維半無限大平面應變有限元模型,探討了薄膜/基體的彈性模量比、薄膜表面摩擦系數和薄膜厚度等參數對滑動接觸臨界條件下系統應力分布的影響規律,并結合最大Mises應力和膜/基屈服強度比對系統起始屈服失效位置進行了預測分析。結果表明:最大Mises應力值隨摩擦系數的增大而增大,并使得最大Mises應力位置移向薄膜表面;軟膜系統內部所受應力值相對較小,而硬膜系統內部所受應力值則相對較大且薄膜表面是最大Mises應力的主導位置,增加膜厚會減小界面和基體內部所受應力;表面摩擦系數較高時,膜/基界面和薄膜表面是系統起始屈服失效的主要位置;膜厚的增加導致了薄膜表面發生屈服失效的幾率升高,且在硬膜系統中這種現象更為明顯。
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