護欄清洗車的護欄清洗裝置設計資料包,護欄,洗車,清洗,裝置,設計,資料 0TiAlN PVD 涂層的納米沖擊試驗結果和有限元分析結果摘要：在 PVD 涂層納米沖擊試驗是用于調(diào)查膜失效機理的有效方法。在該試驗中，該涂層經(jīng)受反復沖擊通過金剛石壓頭，誘導高局部變形并強調(diào)成片料，這可能導致涂層失敗。在論文中，涂層試樣用 TiAlN 涂層 PVD 薄膜由納米沖擊試驗進行了研究。該納米影響在幾個負載和各種測試的持續(xù)時間進行。為了說明取得的效果,納米沖擊試驗模擬了一個發(fā)達的三維有限元法（FEM ）模型，考慮分段線性塑性材料的法律。該軟件采用的是 LS-DYNA 包;的約束捆綁節(jié)點故障的功能是用來模擬裂紋的形成與擴展，如塑性應變的發(fā)展，超過了涂層失效應變。薄膜彈塑性性能，在使用有限元法計算，由納米壓痕及相關業(yè)績分析評估來確定。在納米壓頭沖擊滲透，假定該涂層材料的有限元模型節(jié)點區(qū)能承受所施加的負載可達的最大值，其對應于該涂層破裂壓力。在這個負載限制，相關的節(jié)點被從相鄰的有限元素斷開。如果所有元素節(jié)點被斷開時，元件被釋放用于模擬裂縫的形成并且變得不活動的獨立實體。在這種方式中，應力場開發(fā)的膜材料及其涂層在壓印深度與重復壓頭穿透方面骨折進步的解析說明。在取得結果與實驗充分收斂。所開發(fā)的納米沖擊有限元仿真預測這部電影失敗萌生和發(fā)展，依賴于沖擊載荷。? 2011 愛思唯爾 B.V.保留所有權利關鍵詞：PVD 涂層 納米沖擊試驗 有限元仿真1.介紹其中用于確定涂料強度性能的各種技術，沖擊試驗的特征為一個大容量的縮進步驟，其中，所采用的基片上的顯影膠片變形的影響是舉足輕重的。另一方面，小規(guī)模的沖擊試驗最近已用于研究膜表面響應于重復的撞擊綜合征患者開發(fā)的。這個測試程序是一個有效的工具，以評估該涂料的強度和脆性以及。在本文中，采用 PVD TiAlN 涂層的納米沖擊響應，沉積在硬質(zhì)合金刀片，在不同沖擊載荷的幀捕獲實驗和有限元分析上描述支持計算。以這種方式，有可能解釋在理論上達到納米沖擊試驗結果在不同的沖擊載荷，關于膜裂和演化。2.實驗細節(jié)TiAlN 膜，用 Al / Ti 比為 60 /40，分別對 VBMW 160412/HW-K30 ISO 規(guī)范硬質(zhì)合金刀片沉積由 CEMECON C900 涂布機。這些插入物的化學組成為約 93 ％的 WC 和 7％的公司 A PVD 工藝技術，具有高電離濺射和脈沖（HIS 和 HIP ）施加，導致了納米結構，納米疊層和納米分散的涂料。膜厚度為約 3μm ，無任何粘接層。硬質(zhì)合金工具是由涂層沉積之前，微爆破在 0.4 兆帕處理。 納米壓痕共進行了一個 FISCHERSCOPE H100 設備。所施加的 Berkovich 壓頭尖端的幾何偏差是按照所描述的方法進行檢測。該 PVD 薄膜應力 - 應變曲線是由納米壓痕結果確定分析評價，采用文獻中介紹的方法。納米沖擊測試是由金剛石壓頭的立方體采用微型材料有限公司設備在不同負荷進行，在 1 赫茲的頻率。在LS-DYNA 軟件進行了有限元模擬納米沖擊過程。13. 結果與討論3.1 對 PVD 涂層薄膜的納米沖擊試驗納米沖擊試驗，進行了對涂層刀片用尖銳的立方角金剛石壓頭。在納米沖擊試驗，螺線管是用來拉壓頭銷的表面，并從對膜小的距離重新加速它。適當?shù)淖詣踊δ埽貜陀绊懺谝栽O定的頻率在樣品表面上的相同位置。壓痕深度的過程中反復沖擊的演變持續(xù)監(jiān)察。以這種方式，實際的薄膜變形或損壞其進展被捕獲。一個典型的例示相對于時間的開發(fā)沖擊深度，如圖 1 所示 ，壓頭的幾何特性被描繪在圖中底部的一部分。50 MN 所施加的沖擊載荷導致的漸進涂層斷裂，其可以基于在重復影響的連續(xù)深度生長結束。該薄膜斷裂演化將由開發(fā)有限元模擬的納米沖擊試驗，其中的涂層材料彈塑性數(shù)據(jù)要求。確定薄膜材料的強度性能，納米壓痕被 Berkovich 壓頭進行了。得到的結果是在圖 2a 顯示。在該圖中，曲線代表 40 個測量的平均值。經(jīng)過大約二十測量的最大穿透深度，移動平均線的穩(wěn)定。這一數(shù)量的測量取決于膜的表面粗糙度。在應用試樣的粗糙度 RT 和 RA 達約 1.2μm 和 0.17μm（見圖 2b） 。得到的納米壓痕結果由“sscuboni”算法進行評估，和相關的涂料的材料的本構關系2在圖 2b 所示。在所研究的膜的情況下，性能的級配與涂層厚度可以忽略不計。特性納米沖擊試驗結果在不同載荷下呈現(xiàn)在圖 3。在目前的膜的情況下，在沖擊負荷低于 5 分鐘，薄膜的彈性變形，實際上在反復沖擊損壞。在沖擊負載超過 5 百萬較大，涂層材料被局部過載，其斷裂開始和壓印深度增大。壓印深度增大相對于重復的影響，例如在試驗開始時（見上面的圖中底部的圖）和可能在進一步測試階段，也取決于沖擊載荷和對薄膜的強度和脆性。33.2 納米沖擊實驗有限元模擬為了解釋所得到的實驗結果，一個三維有限元模型模擬納米沖擊過程，考慮分段線性塑性材料的法律，因為它是在圖 4 中顯示。采用軟件 LS-DYNA 軟件包。在計算中，所施加的立方體角壓頭的幾何形狀的模擬是根據(jù)制造商的規(guī)格。邊界條件和有限元離散網(wǎng)絡圖中表現(xiàn)出。材料性能和涂層的厚度是可變的，可變的參數(shù)。涂層的厚度是由 20 層材料的彈塑性性質(zhì)的描述，而在圖 2b 監(jiān)測均勻分布與涂層厚度。在壓頭滲透膜，它是假定在有限元模型的節(jié)點區(qū)域的涂層可以承受載荷達到最大值，對應于涂層的斷裂應力和相關的最大塑性應變極限。在這些限制，相關節(jié)點從相鄰的有限元素斷開。如果一個元素的所有節(jié)點都斷開，該元件釋放模擬裂紋的形成和成為一個非獨立的實體。為最大限度地減少有限元計算求解時間，節(jié)點斷開的能力僅限于那些節(jié)點，位于垂直于涂層表面的部分水平 OA，oa2，OA3。邊緣的立方體角壓頭躺在這些水平壓入過程中的成膜材料。這樣，在涂料、壓印深度與重復的影響其斷裂的演變的應力域可分析的描述。4特性的結果建立的有限元模型是實現(xiàn)，如圖 5 所示。圖 5A 選定的薄膜表面節(jié)點可以從相鄰的有限元素斷開，當最大塑性應變結果，顯示。發(fā)達的膜的變形和等效應力的領域對截面層次 OA 和 oa2 立方體角壓頭滲透在 30 和 50 MN 負載圖 5b 所示。作為所施加的負載的增加，塑性變形區(qū)域的深度發(fā)展。在這種方式中，膜的斷裂和茲涂層去除更加激烈。在圖如圖 6 所示，開發(fā)的馮米塞斯應力在薄膜表面上在最大壓印深度在所述兩個第一納米影響是論證.如果發(fā)達當量應力比在上一節(jié)的水平 OA1，OA2 的節(jié)點區(qū)域中的薄膜破裂應力更高，和 OA3，從相鄰的有限元素的分離發(fā)生。在目前的情況下，在封閉的虛線區(qū)域（參見圖 6a）中，涂層材料在其中來與壓頭接觸的邊緣節(jié)點過載和相關的元素變?yōu)闊o效。當涂層被裝入在接下來的壓頭的滲透，進一步節(jié)點過載的，因為它表示在圖 6b.These 節(jié)點從整個涂層結構斷開，并謹此片斷裂演化描述。沖擊印記的幾何形狀，在不同負載的影響，由開發(fā)有限元模擬納米沖擊測試計算某些電話號碼后，顯示在圖 7，由于沖擊循環(huán)次數(shù)的增加，最大壓痕深度生長為好。這種傾向更為強烈在較高的沖擊載荷。5673.3 實驗和有限元計算結果的比較測量和有限元計算的壓印深度在 200 個影響的比較圖 8 中顯示的。的有限元計算壓印深度和數(shù)量的影響過程收斂的充分與實測結果在所有的沖擊載荷這些結果表明，所開發(fā)的有限元仿真模型的膜納米壓痕試驗加載，裂紋萌生和演化可以準確地描述。84.結論納米沖擊試驗是在不同載荷和持續(xù)時間的 TiAlN PVD 薄膜進行了。所開發(fā)的三維有限元模型為納米沖擊試驗模擬，考慮約束在節(jié)點失效的特征，準確地描述膜負載和斷裂機制，這取決于涂層的機械性能。之間的相關性的測量和有限元計算壓印深度揭示了足夠的收斂性。開發(fā)的有限元模型可以應用于解釋有限元計算壓印深度和數(shù)量的影響收斂的充分與實測結果在沖擊載荷作用下納米。這些結果表明，所開發(fā)的有限元仿真模型的膜納米壓痕試驗，加載裂縫的形成和演化，可以準確地描述。91011121314