Nonslipping Contact Between a Mismatch Film and a Finite-Thickness Graded Substrate
Nonslipping Contact Between a Mismatch Film and a Finite-Thickness Graded Substrate
复制标题
失配薄膜和有限厚度梯度基底之间的防滑接触
DOI：
10.1115/1.4031936
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发表时间：
2016-02
影响因子：
2.6
通讯作者：
Yao Yin
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Chen Peijian;Chen Shaohua;Yao Yin
研究了有限厚度梯度基底上弹性薄膜在失配应变作用下的接触行为，其中假设接触界面为非滑移，基底的剪切模量沿厚度方向呈指数变化。采用傅里叶变换方法，将控制偏微分方程化为积分方程。通过数值计算，预测了不同材料参数和几何参数（包括膜基模量比、梯度基底的非均匀性以及接触膜的形状）下的界面剪应力、膜内法向应力和应力强度因子。所有的物理预测可以用来估计膜-基底界面的潜在失效模式。此外，还发现有限厚度模型的预测结果与通常采用的半平面模型的预测结果有很大不同。该研究对真实的应用中的膜-基系统的设计具有一定的指导意义。
The contact behavior of an elastic film subjected to a mismatch strain on a finite-thickness graded substrate is investigated, in which the contact interface is assumed to be nonslipping and the shear modulus of the substrate varies exponentially in the thickness direction. The Fourier transform method is adopted in order to reduce the governing partial differential equations to integral ones. With the help of numerical calculation, the interfacial shear stress, the internal normal stress in the film and the stress intensity factors are predicted for cases with different material parameters and geometric ones, including the modulus ratio of the film to the substrate, the inhomogeneous feature of the graded substrate, as well as the profile of the contacting film. All the physical predictions can be used to estimate the potential failure modes of the film-substrate interface. Furthermore, it is found that the result of a finite-thickness model is significantly different from the prediction of a generally adopted half-plane one. The study should be helpful for the design of film-substrate systems in real applications.
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DOI：
10.1016/0021-8928(68)90096-8
发表时间：
1968
期刊：
Journal of Applied Mathematics and Mechanics
影响因子：
--
作者：
N. Arutiunian
通讯作者：
N. Arutiunian
具有任意材料特性空间变化的功能梯度材料的二维接触力学
DOI：
10.1016/j.ijsolstr.2005.06.081
发表时间：
2006-09
影响因子：
3.6
作者：
Ke, Liao-Liang;Wang, Yue-Sheng
通讯作者：
Wang, Yue-Sheng
DOI：
10.1016/j.ijsolstr.2009.05.006
发表时间：
2009-09
影响因子：
3.6
作者：
陈少华
通讯作者：
陈少华
DOI：
--
发表时间：
2004-02
期刊：
--
影响因子：
--
作者：
L. Freund;S. Suresh
通讯作者：
L. Freund;S. Suresh
影响因子：
7.3
作者：
M. A. Guler;Y. F. Gülver;E. Nart
通讯作者：
M. A. Guler;Y. F. Gülver;E. Nart