کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
5022659 1469958 2017 13 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Indentation of a hard transversely isotropic functionally graded coating by a conical indenter
ترجمه فارسی عنوان
تیرگی یک پوشش جامد از سطح مقطع ایزوتروپ را به واسطه ی یک مخروطی
کلمات کلیدی
انداختن، دنده مخروطی پوشش عملکردی درجه بندی شده، مواد مضر مشکل تماس راه حل تحلیلی،
ترجمه چکیده
یک مشکل تماس محور بر روی انداختن پانچ مخروطی سفت و سخت به نیمه فضایی ایزوتروپ پرتوی الاستیک با یک پوشش ایزوتروپیک عرضی در نظر گرفته شده در نظر گرفته شده است. مدول الاستیک از پوشش در عمق با توجه به توابع مثبت ثابت دلخواه، مستقل از یکدیگر متفاوت است. بیانیه ریاضی این مشکل از نظر تئوری خطی کشش ساخته شده است. با استفاده از روش تحلیلی یکپارچه، مسئله به حل یک معادله انتگرال دوگانه کاهش می یابد. تبدیل هسته از معادله انتگرال، که به صورت عددی از یک مسئله ارزش مرزی دو نقطه برای یک سیستم معادلات دیفرانسیل معمولی با ضرایب متغیر محاسبه می شود، توسط یک محصول از توابع درجه دوم تقریب می شود. با استفاده از این تقریبها، یک راه حل تقریبی از مشکل در قالب تحلیلی ساخته می شود. این راه حل به طور معکوس برای هر دو مقدار کوچک و بزرگ پارامتر هندسه مشخصی از مشکل (نسبت ضخامت پوشش به شعاع منطقه تماس) دقیق است. اصطلاحات تحلیلی تقریبی مربوط به جابجایی پانچ، نیروی جاذب بر روی پانچ و اندازه منطقه تماس گرفته شده است. همبستگی بین تنشهای عادی تماسی ناشی از سطح نیمه فضای پوشش داده شده و سطح نیمه همجنس و بدون پوشش، مورد بررسی قرار گرفته است. برخی از روابط به صورت تحلیلی با استفاده از تجزیه و تحلیل آشفتگی به دست آمده و به صورت عددی نشان داده شده است. نتایج بر روی شبیه سازی عددی از یک دندانه پانچ مخروطی به یک درجه سخت همگن یا عملکردی (با مدول انعطاف پذیر خطی عمیق در عمق) پوشش پراکنده ایزوتراپی ارائه شده است. مواد به طور گسترده ای در الکترونیک مورد استفاده برای نمونه های عددی انتخاب شده اند. تفاوت های کیفی در فرایند تغییر شکل الاستیک بدن با پوشش های یکنواخت و عملکردی درجه بندی شده نشان داده شده است.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه سایر رشته های مهندسی مهندسی (عمومی)
پیش نمایش مقاله
تیرگی یک پوشش جامد از سطح مقطع ایزوتروپ را به واسطه ی یک مخروطی
چکیده انگلیسی
An axisymmetric contact problem on indentation of a rigid conical punch into an elastic transversely isotropic half-space with a functionally graded transversely isotropic coating is considered. Elastic moduli of the coating vary in depth according to arbitrary continuous positive functions, independent of each other. Mathematical statement of the problem is made in terms of the linear theory of elasticity. Using integral transformation technique the problem is reduced to the solution of a dual integral equation. Kernel transform of the integral equation, which is calculated numerically from a two-point boundary value problem for a system of ordinary differential equations with variable coefficients, is approximated by a product of fractional quadratic functions. Using these approximations, an approximated solution of the problem is constructed in analytical form. The solution is asymptotically exact both for small and big values of the characteristic geometrical parameter of the problem (ratio of thickness of the coating to radius of the contact area). Approximated analytical expressions relating the displacement of the punch, indentation force acting on the punch and the size of the contact area are obtained. Correlation between the contact normal stresses arising on surface of the coated half-space and on surface of the homogeneous half-space without a coating is studied. Some relations are obtained analytically using asymptotic analysis and illustrated numerically. Results on numerical simulation of an indentation of a conical punch into a hard homogeneous or functionally graded (with linearly varying elastic moduli in depth) transversely isotropic coating are provided. The materials widely used in electronics are chosen for numerical examples. Qualitative differences in process of elastic deformation of bodies with homogeneous and functionally graded coatings are illustrated.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: International Journal of Engineering Science - Volume 112, March 2017, Pages 63-75
نویسندگان
, , , , ,