涂层式裂纹监测系统中基体裂纹穿越行为研究

发布时间：2018-04-05 08:07

  本文选题：智能涂层　切入点：裂纹穿越/偏转　出处：《力学学报》2015年05期

【摘要】：建立了智能涂层的两相模型与三相模型,基于能量准则分别用这两种模型研究了基体裂纹达到涂层界面后的穿越/偏转行为.用有限元法分析了相对裂纹扩展长度、弹性错配参数及界面层厚度对偏转裂纹与穿越裂纹能量释放率之比的影响,结果表明当基体裂纹到达驱动层与基体界面时,能量释放率之比不仅与基体和驱动层之间的弹性错配相关,而且当驱动层较薄时对驱动层与传感层之间的弹性错配亦有较强的依赖性.此外,随着驱动层厚度的增加,能量释放率之比对驱动层与传感层之间的弹性错配的依赖性逐渐降低.通过与实验结果相比,建立的模型能够较好的解释基体裂纹在界面的扩展行为,可用于智能涂层裂纹传感器的优化设计.
[Abstract]:The two-phase model and the three-phase model of intelligent coating are established. Based on the energy criterion, the traversing / deflection behavior of the substrate crack to the coating interface is studied by using these two models respectively.The effects of relative crack propagation length, elastic mismatch parameters and thickness of interface layer on the ratio of energy release rate of deflection crack to cross crack are analyzed by finite element method. The results show that when the matrix crack reaches the interface between the driving layer and the matrix,The ratio of energy release rate is not only related to the elastic mismatch between the substrate and the driving layer, but also strongly dependent on the elastic mismatch between the driving layer and the sensing layer when the driving layer is thin.In addition, with the increase of the thickness of the driving layer, the ratio of energy release rate to the elastic mismatch between the driving layer and the sensing layer decreases gradually.Compared with the experimental results, the proposed model can better explain the propagation behavior of the matrix crack at the interface, and can be used in the optimization design of intelligent coating crack sensor.
【作者单位】： 西安交通大学机械结构强度与振动国家重点实验室;西安航空学院;
【基金】：国家自然科学基金(51175404) 西安莲湖区产学研(K2013-026)资助项目~~
【分类号】：TG174.4;TP274

【参考文献】

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【共引文献】

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【二级参考文献】

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