[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

说明书

本申请提供一种涂层随机多相二维物理模型建模方法，包括：构建涂层二维多尺度随机介质，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。此外，提供一种涂层性能评估方法，包括：以上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。

技术领域

本申请属于可磨耗封严涂层性能评估技术领域，具体涉及一种涂层随机多相二维物理模型建模及其性能评估方法。

背景技术

可磨耗封严涂层的性能参数主要包括硬度、结合强度、可磨耗性以及抗冲蚀性等，对于可磨耗封严涂层的性能评估，传统的方法包括直接法、间接法，其中：

直接法通过可磨耗试验机可磨耗封严涂层、真空重蚀试验、表面洛氏硬度测试等手段，直接测量得到可磨耗封严涂层的性能参数，需要严格控制检测参数、环境条件，以及需要备大量的检测样本，不断调整喷涂工艺参数和成分配比，耗费大量的人力、物力；

间接法通过表征可磨耗封严涂层的各相含量、形貌及分布状况，分析可磨耗封严涂层的硬度、结合强度、可磨耗性以及抗冲蚀性等，同样需要备大量的检测样本，不断调整喷涂工艺参数和成分配比，耗费大量的人力、物力。

当前，研究认为可通过构建可磨耗封严涂层的二维物理模型，描述可磨耗封严涂层各相的含量、尺寸、分布以及形貌，采用有限元法进行数值模拟，可快速的实现对可磨耗封严涂层的性能评估，目前，在构建磨耗封严涂层的二维物理模型时，多是将各相的相貌简单等效为椭圆状或其他简单的形状，然而，实际中可磨耗封严涂层的各相形貌十分复杂，具有明显的随机性、不确定性，尺寸变化大、形状不规则、边界粗糙，对可磨耗封严涂层的性能具有重要影响，构建磨耗封严涂层的二维物理模型时，将各相的相貌简单等效为椭圆状或其他简单的形状，未充分考虑各相形貌对数值模拟的影响，难以得到可靠的分析结果。

鉴于上述技术缺陷的存在提出本申请。

需注意的是，以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

发明内容

本申请的目的是提供一种涂层随机多相二维物理模型建模及其性能评估方法，以克服或减轻已知存在的至少一方面的技术缺陷。

本申请的技术方案是：

一方面提供一种涂层随机多相二维物理模型建模方法，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；