薄膜在滑动接触临界条件下的应力分布及失效位置预测

来源期刊：材料保护2019年第6期

论文作者：张亚丽 王志强 曾泓凯 秦娜

文章页码：27 - 34

关键词：薄膜;滑动接触;临界条件;应力分布;屈服失效;有限元分析;

摘    要：目前,基于膜/基系统在发生预滑动现象时的力学性能的有限元研究较少。基于ABAQUS有限元分析方法建立了二维半无限大平面应变有限元模型,探讨了薄膜/基体的弹性模量比、薄膜表面摩擦系数和薄膜厚度等参数对滑动接触临界条件下系统应力分布的影响规律,并结合最大Mises应力和膜/基屈服强度比对系统起始屈服失效位置进行了预测分析。结果表明:最大Mises应力值随摩擦系数的增大而增大,并使得最大Mises应力位置移向薄膜表面;软膜系统内部所受应力值相对较小,而硬膜系统内部所受应力值则相对较大且薄膜表面是最大Mises应力的主导位置,增加膜厚会减小界面和基体内部所受应力;表面摩擦系数较高时,膜/基界面和薄膜表面是系统起始屈服失效的主要位置;膜厚的增加导致了薄膜表面发生屈服失效的几率升高,且在硬膜系统中这种现象更为明显。