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横观各向同性膜基体系热接触特性研究

横观各向同性是涂层材料的典型属性，显著影响涂层的摩擦热接触性能，但目前研究大都基于材料各向同性假设。因此，本研究利用半解析方法提出了横观各向同性膜基体系摩擦热接触模型，开展参数化分析以揭示材料横观各向同性对其摩擦热接触特性的影响规律。模型中推导了横观各向同性膜基体系热弾场频率响应函数解析表达式，并利用离散卷积快速傅里叶变换（DC-FFT）技术对其进行计算；利用共轭梯度法迭代求解接触压力和摩擦热分配，以保证摩擦热接触的最佳收敛。该模型计算结果与文献方法计算结果吻合良好，证明了所提模型的有效性。利用该模型，研究了滑动速度、涂层热传导系数及热膨胀系数、涂层厚度等参数对横观各向同性膜基体系摩擦热接触特性影响规律，并进一步揭示了上述横观各向同性膜基体系各系统参数的温度敏感性。研究结果可为涂层的优化设计提供理论指导。