与涂层半空间的弹性接触——有效弹性模量与实际压入深度
材料科学
2015-06-24 v1
摘要
本文提出了一种研究涂层弹性材料接触的新方法。详细阐述了一种基于轴对称压头与涂层基底弹性接触精确积分表述的相对简单的数值算法。该算法给出了接触力和压入深度作为接触半径的函数。计算涵盖了基底与涂层模量比从 0.01 到 100 的范围以及各种压头形状。计算得到的等效模量在失配比为 0.5 到 2 的范围内与 Gao 模型吻合良好。超出此范围时，非均匀应变分布的显著影响得以显现。本文提出了一个经验函数来拟合等效模量。更重要的是，如果压头不是平底的，适用于均质基底的接触半径与压入深度之间的简单关系将失效。若忽略这一现象，在弹性模量失配较大的涂层基底深度传感压痕测试中，会导致接触半径评估出现显著误差。
引用
@article{arxiv.cond-mat/0404048,
title = {Elastic contact to a coated half-space - Effective elastic modulus and real penetration},
author = {Etienne Barthel and Antoine Perriot},
journal= {arXiv preprint arXiv:cond-mat/0404048},
year = {2015}
}