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摘要
目的在单轴拉伸载荷下，用理论方法求解弹性涂层中裂纹的力学性质和相互影响。方法 根据叠加原理，将问题分为两个子问题，使用分布位错原理求解裂纹问题，将裂纹建模为沿裂纹线分布的位错阵列，叠加后使用数值求解方法进行求解。结果 得到了不同涂层模量、不同裂纹长度下表面裂纹尖端的应力强度因子(SIF)和涂层界面应力。涂层与基底模量相差越大、表面裂纹越长，其界面应力越大；计算了不同方位下的微裂纹对表面裂纹的影响，给出了60°倾角微裂纹、2l/h=0.2和2l/h=0.04表面裂纹以及2a/h=0.01和2a/h=0.018表面裂纹的影响区域；分析了涂层内部倾斜裂纹对表面裂纹应力强度因子和扩展角的影响。内部倾斜裂纹尖端对表面裂纹尖端的等效应力强度因子(ESIF)有增强作用，两侧有减弱作用。结论较硬涂层对表面裂纹的扩展有增强作用，裂纹越长受涂层模量对其应力强度因子影响越大；微裂纹对表面裂纹的影响跟微裂纹位置、方向、长度和表面裂纹长度有关；表面裂纹附近的倾斜裂纹对表面裂纹的扩展具有吸引作用。
- 出版日期2023
- 单位西南交通大学; 航天学院
