薄膜在滑動(dòng)接觸臨界條件下的應(yīng)力分布及失效位置預(yù)測(cè)
摘要：目前,基于膜/基系統(tǒng)在發(fā)生預(yù)滑動(dòng)現(xiàn)象時(shí)的力學(xué)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(wú)限大平面應(yīng)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(shù)和薄膜厚度等參數(shù)對(duì)滑動(dòng)接觸臨界條件下系統(tǒng)應(yīng)力分布的影響規(guī)律,并結(jié)合最大Mises應(yīng)力和膜/基屈服強(qiáng)度比對(duì)系統(tǒng)起始屈服失效位置進(jìn)行了預(yù)測(cè)分析。結(jié)果表明:最大Mises應(yīng)力值隨摩擦系數(shù)的增大而增大,并使得最大Mises應(yīng)力位置移向薄膜表面;軟膜系統(tǒng)內(nèi)部所受應(yīng)力值相對(duì)較小,而硬膜系統(tǒng)內(nèi)部所受應(yīng)力值則相對(duì)較大且薄膜表面是最大Mises應(yīng)力的主導(dǎo)位置,增加膜厚會(huì)減小界面和基體內(nèi)部所受應(yīng)力;表面摩擦系數(shù)較高時(shí),膜/基界面和薄膜表面是系統(tǒng)起始屈服失效的主要位置;膜厚的增加導(dǎo)致了薄膜表面發(fā)生屈服失效的幾率升高,且在硬膜系統(tǒng)中這種現(xiàn)象更為明顯。
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