粗糙陶瓷涂层与刚性平面滑动摩擦过程的数值模拟

来源期刊：材料保护2013年第8期

论文作者：韩传军 张杰

文章页码：36 - 40

关键词：滑动摩擦;数值模拟;陶瓷涂层;热机耦合;应力;温度;有限元法;

摘    要：陶瓷涂层在滑动接触过程中的温升对零部件的接触和力学性能有重要的影响。应用有限元法,建立了含多粗糙峰陶瓷涂层与刚性平面的滑动接触模型,并通过热机耦合计算对滑动摩擦过程进行了数值模拟,分析了滑动过程中陶瓷涂层、粘结层和基体的温度及应力分布规律,研究了相对滑动速度、初始压入量、摩擦系数和涂层厚度对各部分的温升、等效应力和接触应力的影响。结果表明:陶瓷涂层的最高温度出现在粗糙峰的滑动接触面上,其高温区也集中在粗糙峰部分;与静态接触相比,滑动接触改变了各部分内部应力的分布;粘结层和基体的最大等效应力和最高温度随着运动速度和摩擦系数的增大而升高,随涂层厚度的增加而降低;粘结层和基体在滑移前后的最大等效应力及最高温度均与压入量近似成线性关系。