[发明专利]一种基于内聚力-磁机械耦合模型的界面裂纹评估方法

摘要

本发明公开了一种基于内聚力‑磁机械耦合模型的界面裂纹评估方法，是将涂层界面内聚力单元的牵引力与磁机械效应相结合，建立内聚力‑磁机械耦合模型；通过有限元仿真获得内聚力单元的初始张开位移；利用初始张开位移并根据内聚力‑磁机械耦合模型计算获得界面疲劳裂纹萌生时的磁场强度阈值、内聚力单元最大磁场增长速度，以及裂纹扩展速度之间的拟合关系；利用采集获得的界面处自发漏磁信号的最大磁场强度与磁场强度阈值进行比较，判定裂纹是否开始萌生，并根据拟合关系，获得不同疲劳循环周次作用下的界面裂纹扩展速度，以及涂层疲劳服役过程中界面裂纹扩展长度；本发明方法能够准确评估涂层界面疲劳裂纹的演化行为。

主权项

1.一种基于内聚力‑磁机械耦合模型的界面裂纹评估方法，所述界面为涂层界面，是指在基材的表面形成有铁磁性涂层的涂层界面，所述界面裂纹评估是指针对涂层界面中涂层与基材间裂纹进行评估；其特征是：所述界面裂纹评估方法是将涂层界面内聚力单元的牵引力σ与磁机械效应相结合，建立内聚力‑磁机械耦合模型；通过有限元仿真获得内聚力单元的初始张开位移u_x；利用所述初始张开位移u_x根据内聚力‑磁机械耦合模型计算获得界面疲劳裂纹萌生时的磁场强度阈值H_max、内聚力单元最大磁场增长速度dH_max‑N/dN，以及裂纹扩展速度dL/dN之间的拟合关系；利用采集获得的界面处自发漏磁信号的最大磁场强度H_max‑ND与磁场强度阈值H_max进行比较，判定裂纹是否开始萌生，并根据拟合关系，获得不同疲劳循环周次N作用下的界面裂纹扩展速度dL_D/dN，以及涂层疲劳服役过程中界面裂纹扩展长度L_D；实现基于内聚力‑磁机械耦合模型的界面裂纹评估。