Аналитические методы определения напряженного состояния в системе основа-покрытие при воздействии силових нагрузок

Abstract

Проанализированы аналитические модели определения напряженного состояния в системе основа покрытие при нагружении основы. Показано, что результаты, полученные по этим моделям, различаются. Отмечено, что преимущество аналитических методов перед численным анализом заключается в возможности расчета напряжений в области сингулярности в окрестности свободного края покрытия. Проанализирован характер распределения касательных напряжений при использовании аналитических моделей. Приведены примеры применения различных подходов к определению критических касательных напряжений, которые характеризуют адгезионную прочность покрытий. Анализ литературных источников показывает, что при исследовании адгезионной прочности покрытий используются как простые, так и более сложные аналитические модели.

Проаналізовано аналітичні моделі визначення напруженого стану в системі основа покриття при навантаженні основи. Показано, що отримані за цими моделями результати розрізняються. Відмічено, що перевагою аналітичних методів визначення напруженого стану перед чисельним аналізом є можливість розрахунку напружень в області сингулярності в околі вільного краю покриття. Проаналізовано характер розподілу дотичних напружень при використанні аналітичних методів. Наведено приклади використання різних підходів щодо визначення критичних дотичних напружень, які характеризують адгезійну міцність покриттів. Аналіз літературних джерел показує, що при дослідженні адгезійної міцності покриттів використовуються як прості, так і більш складні аналітичні моделі.

The paper presents the analysis of analytical models to determine the stress state in the substrate–coating system, when a load is applied to the substrate. The results obtained with these models are shown to differ. It is noted that the advantage of the analytical methods as compared to the numerical analysis is the possibility to calculate stresses in the singularity region in the vicinity of the free edge of the coating. The character of the shear stress distribution is analyzed using the analytical models. Examples of using different approaches to determine the critical shear stresses that define the adhesive strength of coatings are given. The analysis of literature sources shows that both simple and more sophisticated analytical models are employed in the investigation of the adhesive strength of coatings.