[發(fā)明專利]一種涂層界面結(jié)合強(qiáng)度的檢測方法及其設(shè)備

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811432446.6
• 申請日: 2018-11-28
• 公開（公告）號: CN109406390A
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙朋飛
• 申請（專利權(quán)）人: 航天科工防御技術(shù)研究試驗(yàn)中心
• 主分類號: G01N19/04
• 分類號: G01N19/04
• 代理公司: 北京風(fēng)雅頌專利代理有限公司 11403
• 代理人: 李莎;李弘

1.一種涂層界面結(jié)合強(qiáng)度的檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

基于涂層和基底的相關(guān)數(shù)據(jù)，確定表征涂層界面結(jié)合特性的內(nèi)聚區(qū)單元；

基于內(nèi)聚區(qū)參數(shù)和內(nèi)聚區(qū)單元遵守的內(nèi)聚力-張開位移關(guān)系，計(jì)算得到涂層結(jié)合強(qiáng)度的模擬結(jié)果；

基于模擬結(jié)果與通過實(shí)驗(yàn)獲得涂層結(jié)合強(qiáng)度的測試結(jié)果的對比，獲得描述涂層界面結(jié)合強(qiáng)度的應(yīng)力指標(biāo)和能量指標(biāo)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種涂層界面結(jié)合強(qiáng)度的檢測方法，其特征在于，確定表征涂層界面結(jié)合特性的內(nèi)聚區(qū)單元包括以下步驟：

收集涂層和基底的相關(guān)數(shù)據(jù)；

通過收集的相關(guān)數(shù)據(jù)生成出模擬涂層實(shí)驗(yàn)加載工況的有限元網(wǎng)格模型；

在有限元網(wǎng)格模型中確定表征涂層界面結(jié)合特性的內(nèi)聚區(qū)單元。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種涂層界面結(jié)合強(qiáng)度的檢測方法，其特征在于，計(jì)算得到涂層結(jié)合強(qiáng)度的模擬結(jié)果包括以下步驟：

將內(nèi)聚區(qū)單元信息輸出到模型源文件中，在模型源文件中調(diào)整有限元計(jì)算所用的控制參數(shù)；

修改內(nèi)聚區(qū)單元的屬性，并賦予表征內(nèi)聚區(qū)單元失效的法向及切向控制參數(shù)初始值；

將內(nèi)聚區(qū)單元遵守的內(nèi)聚力-張開位移關(guān)系轉(zhuǎn)化為子程序；

調(diào)用內(nèi)聚區(qū)參數(shù)與子程序進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算，獲得加載點(diǎn)特征部位的位移或變形，從而得到該部位的模擬載荷-位移曲線；

通過模擬載荷-位移曲線計(jì)算得到涂層結(jié)合強(qiáng)度的模擬結(jié)果。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種涂層界面結(jié)合強(qiáng)度的檢測方法，其特征在于，獲得描述涂層界面結(jié)合強(qiáng)度的應(yīng)力指標(biāo)和能量指標(biāo)包括以下步驟：

對比模擬結(jié)果與測試結(jié)果；

當(dāng)模擬結(jié)果與測試結(jié)果對比滿足誤差要求時，確定內(nèi)聚區(qū)參數(shù)能夠表征涂層界面的結(jié)合強(qiáng)度和斷裂性能；

輸出內(nèi)聚區(qū)模擬結(jié)果，獲得描述涂層界面結(jié)合強(qiáng)度的應(yīng)力指標(biāo)和能量指標(biāo)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種涂層界面結(jié)合強(qiáng)度的檢測方法，其特征在于，所述涂層和基底的相關(guān)參數(shù)包括涂層和基底系統(tǒng)的載荷、邊界條件和材料性能參數(shù)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種涂層界面結(jié)合強(qiáng)度的檢測方法，其特征在于，所述模型源文件中調(diào)整有限元計(jì)算所用的控制參數(shù)包括單元類型、分析步長和收斂精度。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種涂層界面結(jié)合強(qiáng)度的檢測方法，其特征在于，所述內(nèi)聚力-張開位移關(guān)系為內(nèi)聚區(qū)單元遵守的指數(shù)、雙線性或梯形內(nèi)聚力-張開位移關(guān)系。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種涂層界面結(jié)合強(qiáng)度的檢測方法，其特征在于，還包括如下步驟：

當(dāng)模擬結(jié)果與測試結(jié)果對比不滿足誤差要求時，調(diào)整內(nèi)聚區(qū)參數(shù)直至模擬結(jié)果滿足誤差要求；

輸出內(nèi)聚區(qū)模擬結(jié)果，獲得描述涂層界面結(jié)合強(qiáng)度的應(yīng)力指標(biāo)和能量指標(biāo)。

9.一種涂層界面結(jié)合強(qiáng)度的電子設(shè)備，其特征在于，包括至少一個處理器；以及與所述至少一個處理器通信連接的存儲器；其中，所述存儲器存儲有可被所述至少一個處理器執(zhí)行的指令，所述指令被所述至少一個處理器執(zhí)行，以使所述至少一個處理器能夠執(zhí)行如權(quán)利要求1-8任意一項(xiàng)所述的方法。