基于ABAQUS的类石墨碳基薄膜摩擦界面接触应力分析

作者：谷守旭; 李迎春^*; 程蓓; 邱明^*; 邹春生; 陈月; 卢团良

来源：材料保护, 2020, 53(07): 78-84.

DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2020.07.013

• 类石墨碳基薄膜
• 有限元
• 正交试验
• 接触应力

目前对类石墨碳基薄膜在多因素影响下的性能变化研究不多。基于ABAQUS软件建立类石墨碳基薄膜的有限元模型,对其在边界润滑条件下的摩擦界面接触应力进行研究,并通过正交试验系统地研究了膜基体系内的Mises应力随薄膜厚度、材料属性和摩擦系数变化的分布规律,最终确定了较优的薄膜设计参数,为膜基构件的结构优化设计提供一定的理论指导。数值模拟结果表明:工作层与钢球之间的摩擦系数对薄膜应力影响最大,工作层的泊松比及弹性模量、过渡层的厚度、工作层的厚度对其影响依次减小。适当地降低工作层的弹性模量、表面粗糙度和提高工作层的泊松比,能够降低薄膜在接触过程中的应力集中;过渡层的厚度宜选择在0.5μm左右,而工作层的厚度宜选择在1.5μm左右。

• 单位
  机电工程学院; 河南科技大学