Polioptymalizacja przeciwzużyciowych powłok gradientowych TiAlN/TiN

• Autorzy: Szparaga Ł. , Ratajski J.

Warianty tytułu

EN

Polyoptimization of antiwear gradient TiAlN/TiN coatings

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy opisano procedurę polioptymalizacyjną wspomagającą dobór geometrii i własności materiałowych powłoki gradientowej TiAlN/TiN. W modelu matematycznym powłoka gradientowa jest reprezentowana przez tzw. funkcje przejścia, opisujące zmianę parametrów materiałowych warstwy przejściowej, takich jak moduł Younga, współczynnik Poissona, współczynnik rozszerzalności cieplnej oraz gęstość. Polioptymalizacja była prowadzona przy uprzednio zdefiniowanych ustalonych ciągłych obciążeniach zewnętrznych (tzw. obciążenia herzowskie), a przyjęte kryteria decyzyjne były funkcjami stanów naprężeń i odkształceń w powłoce i podłożu. Wykorzystując opracowaną procedurę polioptymalizacyjną, zostały określone optymalne wartości parametrów krzywizny funkcji przejścia pomiędzy warstwami TiAlN i TiN w powłoce gradientowej oraz zaproponowane zostały dwie metody analizy zbioru rozwiązań.

EN

In the paper polioptimization procedure of geometry and properties of TiA1N/ TiN gradient coatings was created. In the mathematical model gradient coatings were represented by transition functions. These functions are describing the change of layers materials' parameters, ie. Young's modulus, Poisson coefficient, thermal expansion coefficient and density. In the physical model used in polioptimization extemal loads were constant (herzian contact) and decisional criteria used in procedure were functions of the stresses and strains in the coating and substrate. Using created procedure optimal values of transition functions parameters were calculated. In addition two methods of analysis of solutions set were also described.

Słowa kluczowe

PL

polioptymalizacja; powłoki gradientowe; warstwy przejściowe; naprężenia wewnętrzne

EN

polioptimization; gradient coatings; transitional layers; internal stresses

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 34, nr 5
• Strony: 547--550
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Szparaga Ł.

• Zakład Projektowania Materiałów i Procesów, Instytut Technologii i Edukacji, Politechnika Koszalińska

autor

Ratajski J.

• Zakład Projektowania Materiałów i Procesów, Instytut Technologii i Edukacji, Politechnika Koszalińska

Bibliografia

• [1] Szparaga Ł., Ratajski J.: Modelowanie stanów naprężeń w powłokach TiAlN/TiN/Cr z warstwami przejściowymi. Inżynieria Materiałowa 6 (190) (2012) 622÷625.
• [2] Xu Qianjun, Yu Shouwen, Kang Yilan: Residual stress analysis of functionally gradient materials. Mechanics Research Communications 26 (1) (1999) 55÷60.
• [3] Hong-Cai Zhang, Wei Tan, Yong-Dong Li: Effect of the transitional gradient of material property on the mechanical behaviour of a non-homogeneous interlayer. Computational Materials Science 42 (2008) 122÷129.
• [4] Szparaga Ł., Rataj ski J.: Modelowanie ewolucji stanów naprężeń w wielowarstwowej powłoce CrN/Cr za pomocą MES. Inżynieria Materiałowa 4 (182) (2011) 760÷764.
• [5] Szparaga Ł., Rataj ski J., Zarychta A.: Multi objective optimization of wear resistant TiAlN and TiN coatings deposite by PVD techniques. Archives of Materials Science and Engineering 48 (1) (2011) 33÷39.
• [6] Lakkaraju R. K., Bobaru F., Rohde S. L.: Optimization of multilayer wear-resistant thin films using finite element analysis on stiff and compliant substrates. Journal of Vacuum Science & Technology A: Vacuum, Surfaces, and Films 24 (2006) 146÷155.
• [7] Arnell R. D.: Finite element analysis of the contact stresses in elastic coating substrate under normal and tangential loads. Thin Solid Films 223 (1993) 87÷97.
• [8] Xinxiang Pan, Yan Li, Xu Jiujun: Elastic-plastic deformation analysis of multi-layer surface coating under sliding contact. Thin Solid Films 354 (1999)154÷161.
• [9] Kusiak J., Danielewska-Tułecka A., Oprocha P.: Optymalizacja. PWN, Warszawa (2009).