【硕士】聚氨酯梯度耐磨涂层的力学性能研究及有限元分析

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内容简介

　　【硕士】聚氨酯梯度耐磨涂层的力学性能研究及有限元分析　　授予学位：硕士　　学位授予单位：西南交通大学　　学位年度：2007　　 梯度功能材料(FGM)是～种由不同性能的材料在组成和结构上沿厚度方向呈连续变化的新型复合材料。环氧／聚氨酯(E胛U)梯度涂层复合材料具有高强度、耐蚀、耐磨等优异性能，已成为当前材料的研究热点。　　 为获得具有良好的热应力缓和特性和耐磨性的材料，本文模拟了熟喷涂法制备兼有EP和PU特性的梯度涂层材料的过程。EP／PU梯度材料的过渡层的性能也随着成分的变化而变化。　　对于热喷涂制备的热应力缓和型EP／PU系梯度涂层材料，本文采用ANSYS有限元软件，利用生死单元法对热喷涂法制备涂层的过程进行仿真，分析了该梯度涂层材料的残余热应力；然后对EP／PU系梯度涂层进行压痕、划痕试验的仿真计算。结果表明：（1)当功能梯度材料的梯度成分指数P为1时，层数越多则残余热应力越小；层厚越小残余热应力越小；(2)对梯度涂层的热喷涂过程进行仿真计算，发现温度场的变化情况为：喷涂刚开始时，温度骤升并且每层的温度都在不断升高，冷却完毕时，整体温度达到室温；应力场的情况和温度场的相反，应力场每层的应力都在不断下降，直到冷却完毕，残余应力比热喷涂过程中的应力都小；(3)与厚涂层相比，薄涂层的摩擦系数小，有更好的减摩耐磨性，该结果与试验研究结果相吻合；(4)减小基体与涂层的界面应力，是提高涂层性能的一个重要方面。　　

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