Влияние коэффициента Пуассона на предельное напряженное состояние покрытия

Abstract

Представлены соотношения для расчета эквивалентных напряжений в покрытии. Построены зависимости эквивалентных напряжений от различия коэффициентов Пуассона основы и покрытия. Показано, что величины максимальных нормальных и эквивалентных напряжений для разных покрытий хорошо описываются расчетными зависимостями. Анализ полученных результатов свидетельствует о необходимости учета влияния коэффициента Пуассона покрытия на эквивалентные напряжения и соответственно на предельное напряженное состояние в покрытии при расчетах конструктивных элементов с покрытиями на прочность и экспериментальном определении когезионной прочности при лабораторных испытаниях. При проектировании элементов конструкций с покрытиями необходимо стремиться к такому сочетанию упругих свойств основы и покрытия, при котором величина эквивалентных напряжений в покрытии минимальна.

Наведено вирази для розрахунку еквівалентних напружень у покритті. Отримано графіки залежностей еквівалентних напружень від різниці коефіцієнтів Пуассона основи і покриття. Показано, що величини максимальних нормальних і еквівалентних напружень для різних покриттів добре описуються розрахунковими залежностями. Аналіз отриманих результатів свідчить про необхідність враховувати вплив коефіцієнта Пуассона покриття на еквівалентні напруження і відповідно на граничний напружений стан у покритті при розрахунках конструктивних елементів із покриттями на міцність та при експериментальному визначенні когезійної міцності при лабораторних випробуваннях. При проектуванні елементів конструкцій з покриттями необхідно наближатися до такого співвідношення пружних властивостей основи і покриття, за якого величина еквівалентних напружень у покритті мінімальна.

We present relations for calculating equivalent stresses in a coating. We plot equivalent stresses versus the difference between Poisson’s ratio of a substrate and a coating. The values of the maximum normal and equivalent stresses for various coatings are shown to be described well by the calculated dependences. Analysis of the results obtained points to the necessity of taking into account the effect of the Poisson ratio on equivalent stresses and correspondingly on the ultimate stress state in a coating. This feature of the “substrate-coating” system should be allowed for in the course of strength analysis of structural elements with coatings, and in the experimental calculation of cohesion strength during laboratory tests. When designing structural elements with coatings one should try to obtain such a combination of elastic properties of the substrate and the coating, which provides the minimum value of equivalent stresses in the coating.