再制造件涂覆层内部裂纹扩展行为研究

• 作者: 吕振林 温飞娟 王海斗 董丽虹
• 来源期刊: 表面技术
• 学科: 工学
• 关键词: 再制造 涂层 裂纹扩展 有限元
• 年，卷（期）: 2017,（9）
• 所属期刊栏目: 表面失效及防护
• 页码范围: 179-184
• 页数: 6页
• 分类号: TG174.442
• 字数: 3383字
• 语种: 中文
• DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.09.028

摘要

目的 研究再制造件涂层内部不同形状、尺寸的裂纹扩展行为.方法 利用扩展有限元和内聚力单元结合的方法,通过设定断裂能 G 值作为控制裂纹扩展的参数,对三点弯曲试验以及拉伸试验下涂覆层内部的裂纹进行模拟,并通过实验进行验证.结果 随着载荷的增加,涂层中的垂直裂纹和45°倾斜裂纹均沿着涂层厚度方向扩展,到达界面时裂纹发生偏转,沿着界面继续扩展而并没有越过涂层-基体界面向基体扩展.模拟得到三点弯曲试验下初始长度为0.2 mm的垂直裂纹和45°倾斜裂纹开裂的临界载荷分别为3.47 kN和4.49 kN,裂纹长度增加至0.3 mm时,临界载荷降低为3.29 kN和4.31 kN.裂纹越靠近试件中心,临界载荷越小,越易发生裂纹扩展现象.另一方面,在拉伸试验下,0.2 mm的垂直裂纹的临界开裂载荷(3.47 kN)小于投影长度相同的倾斜裂纹的临界载荷(5.21 kN),而与拉应力平行的裂纹并未扩展.实验得到0.2 mm的垂直裂纹在弯曲试验下的平均临界载荷为3.49 kN,而倾斜裂纹为4.46 kN.结论 三点弯曲试验下,垂直裂纹比倾斜裂纹更危险,初始长度越长、越靠近试件中心的裂纹越易发生裂纹扩展现象.在拉伸试验下,与拉应力平行的裂纹并未扩展,最安全.模拟结果与实验相近,验证了模拟的正确性.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	王海斗		158	1753	23.0	29.0
2	董丽虹		38	531	12.0	22.0
3	吕振林		120	930	16.0	21.0
4	温飞娟		4	4	1.0	2.0