23 / 2020-09-01 08:03:18

硬涂层强化表面粗糙体的必要条件以及软涂层对表面的减摩效应

接触力学；涂层球形接触；硬涂层；屈服强度

基于有限元分析，研究了法向接触载荷下，具有涂层的粗糙体抵抗塑性变形的能力。本文考虑了先前文献中被忽略的部分硬涂层。本文发现涂层粗糙体抵抗塑性变形的能力和粗糙体内屈服起始位置均依赖于涂层厚度。进一步发现了最大削弱/加强粗糙体抵抗塑性变形能力对应的涂层厚度，也恰好对应于粗糙体内屈服起始位置的转变。本文提出了硬涂层增强涂层粗糙体抵抗塑性变形能力的必要条件，即只有屈服强度高于某个阈值的硬涂层才能提供建设性的强化粗糙体的效果。此外，本文对刚性平面和带有软涂层的可变形涂层粗糙体之间的弹塑性接触进行有限元分析。将法向和切向载荷组合施加到刚性平面上，并且假定刚性平面开始滑动是由接触接合处的切向刚度减小而导致。随着涂层厚度增加，静摩擦系数首先降低，达到最小值，然后增加。这证明了与硬涂层相反的软涂层具有减少摩擦的作用。静摩擦系数随着法向载荷的增加而降低，因接触接合处包含更多的塑性而具有更低的切向刚度。