徐滨士王海斗朴钟宇张显程
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2011.00326
热喷涂技术是再制造工程的支撑技术, 热喷涂涂层是再制造领域中常见的表面涂覆层, 其初始质量和服役寿命为人关注. 本文以等离子喷涂为例, 研究了与工艺相关的涂层完整性和与服役条件相关的涂层寿命和失效机理. 以不同H2流量、功率和送粉量为条件, 研究了工艺参数对涂层孔隙率和微观力学性能的影响. 以接触疲劳过程为手段, 研究了涂层寿命预测方法和寿命衰退机理. 结果表明, 工艺参数可以不同程度地影响涂层的结构完整性, 通过优化设计可以大幅提高涂层质量; 基于大样本空间建立的S--N曲线可以直观预测涂层接触疲劳寿命, 机理分析表明, 点蚀、剥落和分层失效诱因不尽相同, 分别由粗糙接触、近表面缺陷和剪切应力导致.
关键词:
再制造
,
thermal spray
,
alloy coating
,
structural integrity
,
life prediction
乔文静
,
肖毅
,
福田博
,
八田博志
,
薛元德
玻璃钢/复合材料
功能器件集成于结构材料内是实现多功能结构一体化设计的一个重要途径.然而集成后往往导致结构系统中产生几何不连续界面,成为失效的起点,是降低原有结构性能和破坏结构完整性的主要原因.本文通过试验观察及数值分析探讨了内埋元件对其复合材料结构完整性影响的一些关键因素.拉伸试验中采用声发射技术并结合不同载荷阶段下的内部损伤观察,确立了损伤演化与拉伸性能退化的关系.结果表明,埋置件与复合材料间的分层损伤是导致结构拉伸性能退化的主要机制,分层扩展阻力取决于与埋置件相邻层的纤维取向角度.数值分析中利用有限元软件ABAQUS建立了二维平面应变有限元模型,分析了埋置件附近的应力分布,并基于断裂力学理论分析了分层损伤扩展行为.数值结果表明,引入不同临界能量释放率值,可以很好地模拟“裸界面”与“摩擦界面”对裂纹扩展速率的不同效应.
关键词:
多功能结构
,
结构完整性
,
分层损伤
,
有限元分析
,
断裂力学
