多层膜结构的金刚石复合涂层刀具在冲击载荷作用下损伤与失效行为研究

项目名称： 多层膜结构的金刚石复合涂层刀具在冲击载荷作用下损伤与失效行为研究

项目编号： No.51405285

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 机械、仪表工业

项目作者： 陈乃超

作者单位： 上海电力学院

项目金额： 25万元

中文摘要： 试验表明，相对于单层膜结构，多层膜结构的金刚石复合涂层刀具可大幅延长刀具的使用寿命，然而，切削过程中涂层刀具常受到加工材料和设备等冲击载荷作用，严重影响了切削精度和刀具寿命。本项目旨在对多层膜结构的金刚石复合涂层刀具在冲击载荷作用下的结构完整性进行基础研究。拟采用实验研究、理论分析和数值仿真相结合，对涂层刀具在冲击载荷作用下的损伤和失效进行分析。利用冲击实验平台对多层膜结构的金刚石复合涂层刀具进行冲击实验，获取冲击载荷与涂层结构、涂层性能转变和损伤失效的作用规律；引入冲击动力学理论，建立多层膜结构的金刚石复合涂层的弹塑性波动方程；利用动力有限元方法解析涂层损伤和失效演化过程，掌握损伤和失效机理，结合实验结果，揭示多层膜结构的金刚石复合涂层冲击与损伤和失效的内在关联。本项目的研究成果可为涂层刀具的切削理论提供技术支撑，也将为金刚石涂层刀具的广泛应用奠定理论和技术基础。

中文关键词： 多层膜结构的金刚石复合涂层；刀具；冲击；损伤；失效

英文摘要： Previous experimental results have shown that, comparing with the monolayer diamond films, multilayer composite diamond coated insert can greatly prolong its working lifetime. But the coated insert generally suffer from the catastrophic delamination induc

英文关键词： Multilayer composite diamond films；Cutting tool；Impact；Damage；Failure