[发明专利]一种涂层随机多相二维物理模型建模及其性能评估方法

权利要求书

1.一种涂层随机多相二维物理模型建模方法，其特征在于，包括：

构建涂层二维多尺度随机介质：

M(x，z)＝M₀(x，z)+k₁M₁(x，z)+k₂M₂(x，z)；

其中，

M(x，z)为涂层参数；

M₀(x，z)为大尺度介质参数，对应于涂层基体参数；

M₁(x，z)为中尺度介质非均匀随机扰动参数，对应于涂层润滑相参数；

k₁为中尺度介质非均匀随机扰动参数的权重；

M₁(x，z)为小尺度介质非均匀随机扰动参数，对应于涂层孔隙参数；

k₂为小尺度介质非均匀随机扰动参数的权重；

在涂层二维多尺度随机介质上，以阈值截取法，从总节点中截取润滑相、孔隙位置坐标，以剩余节点作为基体位置坐标，得到涂层随机多相二维物理模型。

2.根据权利要求1所述的涂层随机多相二维物理模型建模方法，其特征在于，

以涂层随机多相二维物理模型，统计涂层润滑相含量、孔隙率，若所得涂层润滑相含量、孔隙率与实际值偏差超过设定阈值，则重新构建涂层二维多尺度随机介质。

3.根据权利要求1所述的涂层随机多相二维物理模型建模方法，其特征在于，

M₁(x，z)对应于涂层润滑相，服从均值为M₀₁、标准差为ε₁、在x方向自相关长度为a₁、在z方向上自相关长度为b₁的分布；

M₂(x，z)对应于涂层孔隙，服从均值为M₀₂、标准差为ε₂、在x方向自相关长度为a₂、在z方向上自相关长度为b₂的分布。

4.根据权利要求1所述的涂层随机多相二维物理模型建模方法，其特征在于，

M₁(x，z)以自相关函数描述其中，r₁为粗糙度因子；

M₂(x，z)以自相关函数描述其中，r₂为粗糙度因子。

5.根据权利要求1所述的涂层随机多相二维物理模型建模方法，其特征在于，

所述在涂层二维多尺度随机介质上，以阈值截取法，从总节点中截取润滑相、孔隙位置坐标，具体为：

对中尺度介质按节点参数由大到小进行排序，顺序取出N·C_phb个节点作为涂层润滑相的位置坐标，其中，N为节点总数，C_phb为涂层润滑相含量；

对小尺度介质按节点参数由大到小进行排序，顺序取出个N·P节点作为涂层孔隙的位置坐标，其中，P为涂层孔隙率。

6.根据权利要求1所述的涂层随机多相二维物理模型建模方法，其特征在于，

还包括：

利用扫描电子显微镜扫描涂层解剖样品得到微观显微图像；

以金相法对微观显微图像进行统计分析，得到涂层润滑相以及孔隙的含量、形貌、尺寸、分布、平均长度、平均宽度情况。

7.一种涂层性能评估方法，其特征在于，包括：

以权利要求1-6任一所述的涂层随机多相二维物理模型建模方法，构建涂层随机多相二维物理模型；

基于涂层随机多相二维物理模型，采用有限元法进行数值模拟，得到涂层性能参数，对涂层性能进行评估。