基于ANSYS的氧化钛涂膜玻璃的纳米物理压痕模拟仿真实验

作     者：刘志刚 王曦 汪小志 孙欣杰 

作者机构：南昌大学环境与化学工程学院南昌330031 河南省矿山信息化重点学科开放实验室焦作454000 沈阳理工大学装备工程学院沈阳110159 

出 版 物：《中国陶瓷》 (China Ceramics)

年 卷 期：2014年第50卷第4期

页      面：19-22页

学科分类：07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 0702[理学-物理学] 

基　　金：南昌大学博士科研启动经费项目(06301043) 河南省矿山信息化开放实验室资助项目 KY2012-01 

主　　题：有限元分析 数值模拟 氧化钛涂膜 纳米物理压痕 网格划分 弹性模量 硬度 

摘      要：随着纳米科学技术的发展,薄膜材料被广泛的应用于各个领域。氧化钛纳米材料具有自清洁功能,这使得纳米氧化钛涂膜被应用到建筑玻璃、卫生间以及厨房的装修材料中。但是薄膜材料的力学性能评价非常的复杂,目前大部分的研究是通过实验来完成,氧化钛薄膜力学性能对实验设备要求非常高,并且实验周期大,人力物力资源消耗大。在这种背景下,本文提出了一种氧化钛涂膜玻璃的纳米物理压痕有限元数值模拟方法,运用ANSYS软件在计算预处理模块建立了氧化钛涂膜玻璃和硬质接触头的数值模型,并通过网格划分将模型划分成8万个结构化六面体网格。最后,通过计算得到了不同厚度下氧化钛涂膜玻璃的弹性模量和硬度,其中弹性模量最大为91 GP,硬度最大为7.6 GP。