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中文摘要：
本研究项目发展了求解功能梯度材料涂层半空间二维和轴对称接触问题的线性分层模型，该模型适用于梯度材料参数按任意连续函数变化的。利用积分变换、奇异积分方程技术求解了若干典型的接触问题，包括光滑接触、滑动接触、有限摩擦接触、微动接触等。针对二维平直、圆形、三角、楔形压头和三维圆柱、球形、锥形压头等典型情况进行了详细计算，给出了接触面的应力分布、力~压入深度的关系、有限摩擦和微动接触的粘着/滑移区间变化历史等，特别讨论了材料梯度的影响。结果表明材料梯度的改变对接触应力的分布、粘着/滑移区间的变化历史等有重要影响，从基体到表面模量逐渐减小将有利于平缓接触应力分布。即使表面模量不变，仅调节梯度指数也能部分达到类似的效果。因此，梯度材料用作涂层能够通过调整材料参数的变化梯度改变表面接触应力分布，从而可以实现对表面接触损伤的抑制（一般降低表面模量和/或减小其变化（增加）的梯度可望降低接触应力从而抑制接触损伤）。这可能成为提高表面抵抗微动接触损伤能力的途径之一。本项研究的结果还表明力~压入深度关系不仅依赖于涂层材料表面的模量还依赖于模量变化梯度，这使弹性压痕试验被用于涂层模量变化梯度的测量成为可能。
结论摘要：
英文主题词Functionally graded material; Contact mechanics; Fretting contact; Contact damage
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