基于ANSYS的硬質(zhì)涂層界面應(yīng)力場分析與試驗研究.pdf

1、本文研究的主要內(nèi)容和目標(biāo)是針對球形壓頭和柱形壓頭作用下多種單層硬質(zhì)涂層和多層硬質(zhì)涂層的表面和膜基結(jié)合面上的接觸應(yīng)力，基于大型有限元軟件ANSYS建立接觸模型進(jìn)行有限元分析，詳細(xì)探討不同彈性模量比、泊松比、摩擦系數(shù)μ及厚度比等參數(shù)對涂層基體接觸應(yīng)力場分布的影響，為硬質(zhì)涂層的正確優(yōu)化設(shè)計提供理論指導(dǎo)。
　　為了給仿真模擬計算提供依據(jù)，對DLC、TiAlN、TiN、CrN薄膜進(jìn)行了結(jié)合力測量實驗和摩擦磨損實驗，隨著涂層的彈性模量的增大，

2、膜基結(jié)合力也隨之增大；在涂層表面與壓頭接觸時，各自涂層的穩(wěn)態(tài)摩擦力大小是CrN>TiN>DLC>TiAlN，這為之后的仿真模擬計算提供了有力依據(jù)。
　　對單層涂層結(jié)合強(qiáng)度測試模型進(jìn)行有限元設(shè)計及分析，得到在柱壓頭和球壓頭作用下彈性模量、泊松比、摩擦系數(shù)對涂層結(jié)構(gòu)表面和膜基接觸面上切應(yīng)力和壓應(yīng)力的影響趨勢；并將模擬計算結(jié)果與實驗所得數(shù)據(jù)進(jìn)行了對比，驗證了其可信性。
　　對雙層涂層結(jié)合強(qiáng)度測試模型進(jìn)行有限元設(shè)計及分析，得到在球壓