Mater.Phys.Mech.(MPM)
No 2, Vol. 24, 2015, pages 178-186

MODELING OF DEFORMATION AND FRACTURE OF NANOTITAN CYLINDER
SPECIMENS COATED BY NANOCERAMIC ON THE BASIS OF ZIRCONIUM
DIOXIDE UNDER LOCAL IMPACTS

B.N. Semenov

Abstract

Contact of an elastic ball stamp and a titanium cylinder with a ceramic coating based on zirconium dioxide is considered. It is shown that at contact interaction tensile stresses occur in the coating, which can lead to cracking of the coating. The dependencies of the intensity of these stresses on the elastic properties of the spherical stamp, stamp radius and the yield strength of titanium are examined. It is shown that nano-titanium due to its high yield strength is preferable at the local impacts, as compared to conventional coarse-grained titanium for such designs.

Keywords: contact interaction; elastic ball stamp; titanium cylinder; ceramic coating; zirconium dioxide; modeling of deformation and fracture

full paper (pdf, 1648 Kb)

МОДЕЛИРОВАНИЕ ДЕФОРМИРОВАНИЯ И РАЗРУШЕНИЯ
ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ОБРАЗЦОВ ИЗ НАНОТИТАНА С КЕРАМИЧЕСКИМ ПОКРЫТИЕМ
НА ОСНОВЕ ДИОКСИДА ЦИРКОНИЯ ПРИ ЛОКАЛЬНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ

Б.Н. Семенов

Аннотация

Рассмотрено контактное взаимодействие упругого шарового штампа и титанового цилиндра с керамическим покрытием на основе диоксида циркония. Показано, что при контактном взаимодействии в покрытии возникают растягивающие напряжения, которые могут привести к растрескиванию покрытия. Исследована интенсивность этих напряжений в зависимости от упругих свойств шарового штампа, радиуса штампа и предела текучести титана. Показано, что наноструктурированный титан благодаря высокому пределу текучести предпочтительнее по сравнению с обычным крупнозернистым титаном для рассмотренной конструкций при локальных воздействиях.

Ключевые слова: контактное взаимодействие; упругий шаровой штамп; титановый цилиндр; керамическое покрытие; диоксид циркония; моделирование деформирования и разрушения

full paper (pdf, 1648 Kb)