【碩士】聚氨酯梯度耐磨涂層的力學(xué)性能研究及有限元分析

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　　【碩士】聚氨酯梯度耐磨涂層的力學(xué)性能研究及有限元分析　　授予學(xué)位：碩士　　學(xué)位授予單位：西南交通大學(xué)　　學(xué)位年度：2007　　梯度功能材料(FGM)是～種由不同性能的材料在組成和結(jié)構(gòu)上沿厚度方向呈連續(xù)變化的新型復(fù)合材料。環(huán)氧／聚氨酯(E胛U)梯度涂層復(fù)合材料具有高強(qiáng)度、耐蝕、耐磨等優(yōu)異性能，已成為當(dāng)前材料的研究熱點(diǎn)?！　? 為獲得具有良好的熱應(yīng)力緩和特性和耐磨性的材料，本文模擬了熟噴涂法制備兼有EP和PU特性的梯度涂層材料的過程。EP／PU梯度材料的過渡層的性能也隨著成分的變化而變化?！　τ跓釃娡恐苽涞臒釕?yīng)力緩和型EP／PU系梯度涂層材料，本文采用ANSYS有限元軟件，利用生死單元法對熱噴涂法制備涂層的過程進(jìn)行仿真，分析了該梯度涂層材料的殘余熱應(yīng)力；然后對EP／PU系梯度涂層進(jìn)行壓痕、劃痕試驗(yàn)的仿真計(jì)算。結(jié)果表明：（1)當(dāng)功能梯度材料的梯度成分指數(shù)P為1時(shí)，層數(shù)越多則殘余熱應(yīng)力越?。粚雍裨叫堄酂釕?yīng)力越??；(2)對梯度涂層的熱噴涂過程進(jìn)行仿真計(jì)算，發(fā)現(xiàn)溫度場的變化情況為：噴涂剛開始時(shí)，溫度驟升并且每層的溫度都在不斷升高，冷卻完畢時(shí)，整體溫度達(dá)到室溫；應(yīng)力場的情況和溫度場的相反，應(yīng)力場每層的應(yīng)力都在不斷下降，直到冷卻完畢，殘余應(yīng)力比熱噴涂過程中的應(yīng)力都?。?3)與厚涂層相比，薄涂層的摩擦系數(shù)小，有更好的減摩耐磨性，該結(jié)果與試驗(yàn)研究結(jié)果相吻合；(4)減小基體與涂層的界面應(yīng)力，是提高涂層性能的一個(gè)重要方面?！　?

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