基于数值仿真的涂层表面微结构增摩设计研究

　　

摘要：防滑耐磨涂层作为一种功能涂层，广泛应用于地面以提高防滑性能，但也存在抗污性差、使用舒适度低的问题。而球状凸起微结构的涂层表面可以通过增加实际接触面积，形成复杂的微观结构拓扑，以显著提高涂层的防滑性能、耐磨性能和防污性能。本研究基于ABAQUS仿真平台，建立了涂层凸起微结构与地板橡胶的接触模型。通过设计四类不同工况，分析了涂层厚度、表面结构、材料属性等参数对摩擦力的影响规律。结果表明：厚度为0.06mm、表面具有0.12mm直径、0.12mm间距的半球凸起、采用材料3的涂层方案，可以实现摩擦力和涂层可靠性的最佳平衡。本研究区别于传统实验，通过仿真优化方法，分别对四个工况进行逐一分析，系统地研究了涂层设计与摩擦力的关系，得到了既能获得最大摩擦力，又考虑涂层可靠性的设计参数组合，为防滑耐磨涂料的制备以及其性能的提升提供了理论指导。

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