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镁合金表面TaC/TaC-Mg/Mg梯度涂层的残余热应力分析 被引量：3
1
作者 张海波 丁泽良 +3 位作者 单湘衡 丁一帆 汤迎红 李文元 《包装学报》 2020年第5期45-51,共7页
采用有限元方法分析了镁合金ZK60表面TaC/TaC-Mg/Mg梯度涂层的残余热应力分布特征,研究了梯度层的层数与厚度、沉积温度对残余热应力的影响。结果表明,与TaC单层和TaC/Mg双层涂层相比,TaC/TaC-Mg/Mg梯度涂层的残余热应力最大值(112 MPa... 采用有限元方法分析了镁合金ZK60表面TaC/TaC-Mg/Mg梯度涂层的残余热应力分布特征,研究了梯度层的层数与厚度、沉积温度对残余热应力的影响。结果表明,与TaC单层和TaC/Mg双层涂层相比,TaC/TaC-Mg/Mg梯度涂层的残余热应力最大值(112 MPa)分别减小67.2%和66.1%。当梯度层TaC-Mg的层数由1增加到8时,梯度涂层的径向应力最大值增大3.3%;而轴向应力和剪切应力的最大值则呈现先减小后增大的变化趋势,其中层数为3时的残余应力最大值最小。随着梯度层的厚度由0.25μm增加到1.50μm,径向应力、轴向应力和剪切应力最大值分别降低16.6%、47.6%和32.4%;但是当厚度继续增加到2.0μm时,残余应力最大值的增幅小于8%。黏结层Mg的厚度对残余应力的影响较小,但残余应力随沉积温度的升高呈线性增加。 展开更多
关键词 镁合金 功能梯度涂层 残余应力 有限元分析
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钛合金TC4表面医用氧化物陶瓷涂层的残余热应力分析 被引量：1
2
作者 丁一帆 单湘衡 +3 位作者 袁乾鸿 王皓 汤迎红 丁泽良 《包装学报》 2022年第1期32-39,共8页
采用有限元方法分析了钛合金TC4表面分别溅射沉积的4种医用陶瓷涂层Ta_(2)O_(5)、Nb_(2)O_(5)、ZrO_(2)和TiO_(2)的残余热应力分布情况,并以Ta_(2)O_(5)涂层为例,研究涂层的厚度与结构对残余热应力最大值的影响。结果表明,4种氧化物涂... 采用有限元方法分析了钛合金TC4表面分别溅射沉积的4种医用陶瓷涂层Ta_(2)O_(5)、Nb_(2)O_(5)、ZrO_(2)和TiO_(2)的残余热应力分布情况,并以Ta_(2)O_(5)涂层为例,研究涂层的厚度与结构对残余热应力最大值的影响。结果表明,4种氧化物涂层的残余热应力都表现为拉应力,且应力最大值均位于涂层/基体结合界面的外边缘,其中残余热应力最大值最大的是Ta_(2)O_(5)涂层(32.2 MPa),其次是Nb_(2)O_(5)(19.7 MPa)和ZrO_(2)涂层(10.2 MPa),最小是TiO_(2)涂层(1.03 MPa)。当涂层厚度由1μm增加到4μm时,Ta_(2)O_(5)涂层的残余热应力最大值呈现先减小后增大的变化趋势,其中涂层厚度为2.5μm时的残余应力最大值最小。对于不同结构的Ta_(2)O_(5)涂层来说,在表面层厚度或涂层总厚度相同的情况下,残余热应力最大值由小到大的涂层结构依次为梯度涂层、复合涂层、单层涂层。 展开更多
关键词 钛合金 氧化物涂层 有限元分析 残余热应力
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梯度结构对Ti6Al4V表面Nb2O5/Nb2O5-Ti/Ti多层涂层残余热应力的影响
3
作者 单湘衡 李文元 +2 位作者 张海波 丁一帆 丁泽良 《湖南工业大学学报》 2021年第1期63-68,共6页
采用有限元法对Ti6Al4V表面Nb2O5/Nb2O5-Ti/Ti多层涂层的残余热应力进行分析,研究中间梯度层Nb2O5-Ti的层数与厚度、成分分布指数对涂层残余热应力的影响,并对其进行优化。结果表明:随着梯度层数由1层增加到6层,深层的残余热应力最大值... 采用有限元法对Ti6Al4V表面Nb2O5/Nb2O5-Ti/Ti多层涂层的残余热应力进行分析,研究中间梯度层Nb2O5-Ti的层数与厚度、成分分布指数对涂层残余热应力的影响,并对其进行优化。结果表明:随着梯度层数由1层增加到6层,深层的残余热应力最大值由12.6 MPa减小到11.7 MPa;但梯度层数继续增大到8层时,残余热应力最大值无明显变化。梯度层越厚,残余热应力最大值越小。当成分分布指数由0.5增大到3.0时,残余热应力最大值呈现先减小后增大的变化趋势,其中分布指数为1.5时的残余热应力最大值(8.93 MPa)最小。通过正交试验法得到了多层涂层的梯度层的最优结构参数组合,即梯度层数为7,梯度层厚度为1μm,成分分布指数为1.5。优化后的多层涂层残余热应力的最大值为8.53 MPa,较Nb2O5单层涂层(20.9 MPa)和Nb2O5/Ti双层涂层(22.1 MPa)的残余热应力最大值分别减小了59.2%和61.4%。 展开更多
关键词 功能梯度涂层 残余热应力 有限元分析 正交试验法
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