Введение
1 Методы определения механических характеристик приповерхностных слоёв материала и их моделирование (обзор) 16
Введение 16
1.1 Измерительное индентирование 17
1.2 Измерительное царапание (склерометрия) 27
1.3 Трибоспектроскопия (неразрушающие методы контроля) 30
1.4 Вихревые эффекты в твёрдых телах 34
Выводы по главе 1 39
2 Модель контактного взаимодействия материала покрытия с жёстким индентором на основе метода подвижных клеточных автоматов 41
2.1 Общие сведения о методах компьютерного моделирования 41
2.2 Основные положения и уравнения метода подвижных клеточных автоматов 43
2.3 Задание геометрии и схемы нагружения моделируемых систем
2.3.1 Модель измерительного индентирования 51
2.3.2 Модель измерительного царапания и трения скольжения 53
2.4 Верификация модели на примере композиционного материала 54
Выводы по главе 2 61
3 Численное исследование механического поведения системы «покрытие-подложка» при внедрении жёсткого индентора 62
3.1 Выбор параметров численных моделей процессов измерительного индентирования и царапания 63
3.2 Моделирование механического поведения материалов при индентировании
3.2.1 Моделирование объёмных материалов 67
3.2.2 Учёт промежуточного слоя в системе «покрытие-подложка» и трения между индентором и покрытием 69
3.2.3 Изучение особенностей деформирования и разрушения системы «покрытие-подложка» 72
3.2.4 Явный учёт неоднородной структуры поверхностного слоя покрытия 77
3.3 Моделирование системы «покрытие-подложка» при измерительном царапании 79
3.3.1 Модель процесса измерительного царапания 80
3.3.2 Результаты моделирования и их обсуждение 80
Выводы по главе 3 84
4 Исследование особенностей механического поведения поверхностных слоёв материала при трении скольжения 87
4.1 Исследование закономерностей формирования и распространения локализованных
вихревых движений в поверхностных слоях материалов при трении скольжения 87
4.1.1 Закономерности формирования и распространения упругих вихревых движений 88
4.1.2 Исследование «вихревого» механизма перераспределения упругой энергии и развития неупругих деформаций в наноструктурных материалах 91
4.2 Идентификация наноразмерных дефектов методом трибоспектроскопии 96
4.2.1 Описание численной модели 97
4.2.2 Идентификация горизонтальных нанодефектов 99
4.2.3 Идентификация дефектов, ориентированных по нормали к свободной поверхности 102
4.2.4 Идентификация наклонных дефектов 105
Выводы по главе 4 106
Заключение 108
Список литературы
