鋼結(jié)構(gòu)涂層沖擊損傷特性及彈塑性特征分析

郝贠洪, 王 亭, 宣姣羽, 劉艷晨

（1.內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院, 內(nèi)蒙古呼和浩特 010051；2.內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)內(nèi)蒙古自治區(qū)土木工程結(jié)構(gòu)與力學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 內(nèi)蒙古呼和浩特 010051；3.內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)內(nèi)蒙古自治區(qū)建筑檢測(cè)鑒定與安全評(píng)估工程技術(shù)研究中心, 內(nèi)蒙古呼和浩特 010051）

內(nèi)蒙古中西部屬于沙塵暴多發(fā)地區(qū)[1］, 在強(qiáng)風(fēng)天氣下鋼結(jié)構(gòu)設(shè)施易受砂石等硬質(zhì)顆粒的沖擊, 造成表面涂層材料的破損以及剝落, 進(jìn)而導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)基體外露并發(fā)生腐蝕, 影響鋼結(jié)構(gòu)設(shè)施的耐久性和安全性.表面涂層材料作為鋼結(jié)構(gòu)設(shè)施防腐蝕的有效措施及重要保障, 起到隔離鋼結(jié)構(gòu)與空氣中有害介質(zhì)的作用.聚氨酯面漆因其附著力強(qiáng)、耐磨性好等優(yōu)點(diǎn)[2-3］, 常作為一種鋼結(jié)構(gòu)表面防腐涂層材料被應(yīng)用到工程實(shí)踐當(dāng)中.

關(guān)于鋼結(jié)構(gòu)涂層的研究, 一方面集中于涂層材料本身的制備和改性研究[4-5］, 以制備出防腐蝕性能、力學(xué)性能等更優(yōu)的新型功能型涂層材料[6-8］, 滿足不同工況的使用需求；另一方面是從理論分析、試驗(yàn)研究和有限元模擬[9-10］角度對(duì)涂層抗沖蝕性能進(jìn)行研究, 通過改變沖蝕條件來分析涂層的沖蝕磨損機(jī)理[11-12］.然而, 研究大顆粒砂石沖擊鋼結(jié)構(gòu)涂層損傷特性方面的文章目前還比較少.通過形貌分析法對(duì)鋼結(jié)構(gòu)涂層的沖擊損傷進(jìn)行評(píng)價(jià), 有助于鋼結(jié)構(gòu)涂層研究的進(jìn)一步發(fā)展.

本文采用自動(dòng)球壓沖擊儀對(duì)鋼結(jié)構(gòu)聚氨酯涂層進(jìn)行沖擊試驗(yàn), 獲取不同沖擊高度下涂層的沖擊荷載值；通過激光共聚焦顯微鏡（LSCM）獲取涂層沖擊損傷區(qū)壓痕形貌, 分析鋼結(jié)構(gòu)聚氨酯涂層的沖擊損傷過程, 并計(jì)算分析其彈塑性特征.通過研究鋼結(jié)構(gòu)聚氨酯涂層的沖擊損傷擴(kuò)展規(guī)律, 為鋼結(jié)構(gòu)涂層的沖擊防護(hù)設(shè)計(jì)提供一定的理論參考.

1 試驗(yàn)

1.1 試驗(yàn)材料

鋼結(jié)構(gòu)基體材料選用Q235B型普通低碳薄鋼板, 化學(xué)組成符合GB/T 3274—2007《碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼熱軋厚鋼板和鋼帶》, 彈性模量為200 GPa, 泊松比為0.25, 尺寸為80 mm×80 mm×3 mm.鋼結(jié)構(gòu)涂層材料選用鋼結(jié)構(gòu)環(huán)氧富鋅底漆和鋼結(jié)構(gòu)雙組分聚氨酯（PU）防腐面漆, 彈性模量為905 MPa, 泊松比為0.49.

1.2 涂層制備及性能

涂層制備：選用400#砂紙進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)基體表面的除銹工作, 并用無水乙醇清洗鋼結(jié)構(gòu)基體表面.根據(jù)GB 50205—2020《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》中“鋼結(jié)構(gòu)涂裝工程”相關(guān)工藝要求, 制備鋼結(jié)構(gòu)聚氨酯涂層試件.采用空氣壓縮機(jī)和霧化油漆噴槍, 噴涂底漆2道, 面漆6道, 涂層總厚度約800 μm, 采用涂層測(cè)厚儀對(duì)鋼結(jié)構(gòu)涂層的厚度進(jìn)行控制.將制備好的試件室溫養(yǎng)護(hù)7 d備用.

基本力學(xué)性能測(cè)試：涂層的硬度和彈性模量采用微米壓痕儀進(jìn)行測(cè)試, 通過分析加卸載曲線計(jì)算得到硬度和彈性模量；柔韌性根據(jù)GB/T 1731—93《漆膜柔韌性測(cè)定法》規(guī)定使用的軸棒法, 采用QTX漆膜彈性測(cè)試儀進(jìn)行測(cè)試；涂層與基材的結(jié)合強(qiáng)度根據(jù)GB/T 5210—2006《色漆與清漆拉開法附著力試驗(yàn)》, 采用GTJTC-10S型涂層附著力測(cè)試儀進(jìn)行測(cè)試.涂層材料的基本力學(xué)性能如表1所示.

表1 涂層材料的基本力學(xué)性能Table 1 Basic mechanical properties of coating material

1.3 試驗(yàn)方法

采用自制自動(dòng)球壓沖擊儀對(duì)鋼結(jié)構(gòu)聚氨酯涂層試件進(jìn)行沖擊試驗(yàn), 沖擊高度（h）為20～38 cm, 每隔2 cm設(shè)置1個(gè)高度, 共設(shè)置10個(gè)沖擊高度.通過自動(dòng)球壓沖擊儀上的刻度尺調(diào)節(jié)沖擊球頭到底座支撐的距離.每個(gè)試件設(shè)置3個(gè)沖擊點(diǎn), 沖擊點(diǎn)與試件邊緣距離大于2 cm, 相鄰沖擊點(diǎn)之間的距離根據(jù)前1個(gè)沖擊點(diǎn)的損傷情況適當(dāng)進(jìn)行調(diào)整, 旋轉(zhuǎn)手輪可改變沖擊點(diǎn)位置.沖擊球頭為直徑10 mm的碳化鎢球, 彈性模量為6×105MPa, 泊松比為0.15.

沖擊試驗(yàn)后采用LEXTOLS4100型LSCM分別對(duì)不同沖擊高度作用下鋼結(jié)構(gòu)聚氨酯涂層的沖擊損傷區(qū)形貌進(jìn)行采集, 測(cè)量沖擊損傷區(qū)的壓痕直徑、壓痕深度和壓痕體積.

1.4 試驗(yàn)原理

依據(jù)赫茲接觸理論[13］, 將球頭沖擊鋼結(jié)構(gòu)涂層看作剛性球體和彈性半空間體的接觸問題.剛性球體的質(zhì)量為m, 半徑為R, 彈性模量為E1, 泊松比為μ1；彈性半空間體的彈性模量為E2, 泊松比為μ2；沖擊荷載值為P, 形成的壓痕半徑為a.沖擊球壓模型如圖1所示.

圖1 沖擊球壓模型Fig.1 Impact spherical pressure model

2 結(jié)果與討論

2.1 壓痕尺寸-沖擊高度曲線

通過沖擊球壓試驗(yàn), 得到鋼結(jié)構(gòu)聚氨酯涂層在不同沖擊高度作用下的表面損傷情況.表2為不同沖擊高度下涂層的沖擊荷載值.圖2為沖擊作用下聚氨酯涂層壓痕直徑及壓痕深度與沖擊高度的關(guān)系曲線.

表2 不同沖擊高度下涂層的沖擊荷載值Table 2 Impact load values of the coating under different impact heights

圖2 沖擊作用下聚氨酯涂層壓痕直徑及壓痕深度與沖擊高度的關(guān)系曲線Fig.2 Indentation diameter, indentation depth-impact height curve of PU coating under impact

在整個(gè)沖擊過程中, 可以將沖擊損傷區(qū)的擴(kuò)展劃分為3個(gè)階段：

（1）第1階段為鋼結(jié)構(gòu)涂層彈性變形階段, 從沖擊球頭接觸涂層表面開始到涂層壓縮深度達(dá)到材料屈服壓縮深度為止.鋼結(jié)構(gòu)聚氨酯涂層屈服強(qiáng)度比較小, 彈性變形階段范圍較小, 不易通過試驗(yàn)將其劃分出來.由圖2可見, 在沖擊高度為20 cm時(shí), 涂層已經(jīng)發(fā)生塑性變形.

（2）第2階段為鋼結(jié)構(gòu)涂層塑性變形階段, 當(dāng)沖擊荷載值超出材料屈服強(qiáng)度時(shí), 涂層進(jìn)入塑性變形擴(kuò)展階段, 沖擊損傷區(qū)尺寸隨著球頭的沖擊作用不斷增大, 產(chǎn)生不可恢復(fù)的永久變形.聚氨酯是一種由氨基甲酸酯鍵、脲鍵、酯鍵、醚鍵以及油脂的不飽和鍵等組成的高分子材料, 由于聚酯或聚醚的分子鏈較長(zhǎng), 在沖擊荷載作用時(shí), 聚氨酯材料易發(fā)生塑性變形[14］.隨著沖擊高度的不斷增加, 涂層表面壓痕直徑和深度不斷加速擴(kuò)展.從圖2可以看出, 當(dāng)沖擊高度達(dá)到34 cm后, 壓痕尺寸增加的趨勢(shì)明顯降低, 該現(xiàn)象是鋼基體的承壓作用造成的.

（3）第3階段為鋼結(jié)構(gòu)涂層回彈卸荷階段, 當(dāng)沖擊球頭速度減小到零, 此時(shí)沖擊荷載值達(dá)到最大, 沖擊損傷區(qū)尺寸隨即達(dá)到最大值, 隨后球頭受鋼結(jié)構(gòu)涂層材料中儲(chǔ)存的彈性勢(shì)能作用發(fā)生回彈, 沖擊損傷區(qū)壓痕尺寸也產(chǎn)生一定程度恢復(fù), 最終在涂層表面產(chǎn)生殘余塑性變形損傷區(qū).在沖擊高度不斷增加的過程中, 沖擊損傷區(qū)涂層受沖擊產(chǎn)生擠壓變形, 在沖擊坑周圍形成突出于涂層平面的沖擊唇.當(dāng)沖擊壓痕達(dá)到一定深度時(shí), 球頭下方涂層受擠壓變形作用向四周擴(kuò)展, 此時(shí)球頭與鋼基體之間產(chǎn)生接觸作用.在沖擊荷載作用下產(chǎn)生的沖擊唇不斷隆起, 使壓痕深度超出鋼結(jié)構(gòu)涂層厚度, 并由于鋼基體的承壓作用導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)涂層變形被限制, 使得壓痕尺寸擴(kuò)展速率最終趨于平緩.此時(shí)涂層已完全破壞, 鋼基體發(fā)生外露, 周圍部分涂層在沖擊荷載作用下發(fā)生脫落.

2.2 壓痕應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線

沖擊壓痕應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系主要反映了材料在沖擊接觸區(qū)域上受力狀態(tài)與局部變形之間的變化關(guān)系.利用等效壓痕應(yīng)力（σ=P/πa2）和等效壓痕應(yīng)變（ε=a/R）得到PU涂層沖擊壓痕應(yīng)力-應(yīng)變的關(guān)系[15］, 如圖3所示.

圖3 聚氨酯涂層沖擊壓痕應(yīng)力-應(yīng)變的關(guān)系曲線Fig.3 Stress-strain relationship curve of PU coating impact indentation

鋼結(jié)構(gòu)聚氨酯涂層材料屈服強(qiáng)度較小, 球頭以較低沖擊高度作用在材料表面時(shí), 會(huì)導(dǎo)致沖擊接觸區(qū)發(fā)生局部塑性變形, 并且塑性變形程度隨著沖擊高度的變化發(fā)生明顯改變.由圖3可見, 涂層沖擊壓痕應(yīng)力-應(yīng)變曲線可大致分為3個(gè)階段：

（1）第1階段為沖擊荷載值較低階段, 反映在應(yīng)力-應(yīng)變曲線下降段的初始階段, 壓痕應(yīng)力隨壓痕應(yīng)變?cè)龃箝_始緩慢降低.聚氨酯涂層在低沖擊荷載作用下, 其沖擊接觸區(qū)域從彈性變形到塑性變形的過渡區(qū)域, 材料在該區(qū)域抵御沖擊能力較強(qiáng), 壓痕應(yīng)力隨壓痕應(yīng)變?cè)黾佣档偷内厔?shì)相對(duì)比較平緩.

（2）當(dāng)沖擊高度繼續(xù)增大, 沖擊荷載值達(dá)到某一臨界值后進(jìn)入第2階段, 此時(shí)壓痕應(yīng)力隨壓痕應(yīng)變?cè)龃蠖杆俳档? 說明材料已經(jīng)完全進(jìn)入塑性變形階段, 沖擊區(qū)變形損傷程度不斷加大.

（3）在曲線后半段, 壓痕應(yīng)力隨壓痕應(yīng)變?cè)龃笥殖霈F(xiàn)逐漸升高的趨勢(shì), 此處為第3階段.出現(xiàn)壓痕應(yīng)力升高是因?yàn)楫?dāng)沖擊荷載達(dá)到一定值時(shí), 沖擊接觸區(qū)涂層材料被沖擊力擠壓到球頭周圍形成沖擊唇, 沖擊深度已經(jīng)達(dá)到涂層最大厚度.此后, 當(dāng)繼續(xù)增大沖擊高度, 涂層已經(jīng)失去防護(hù)效果, 沖擊荷載由鋼基體承擔(dān), 產(chǎn)生的壓痕應(yīng)力因此出現(xiàn)增加趨勢(shì).

2.3 沖擊損傷區(qū)形貌分析

圖4為沖擊損傷區(qū)壓痕的二維形貌變化圖.在沖擊荷載作用下, 鋼結(jié)構(gòu)聚氨酯涂層表面產(chǎn)生球冠型壓痕, 壓痕內(nèi)部發(fā)生明顯塑性變形.在鋼結(jié)構(gòu)涂層受沖擊過程中, 涂層表面最大接觸半徑范圍內(nèi)為壓應(yīng)力, 在最大接觸半徑范圍外則產(chǎn)生拉應(yīng)力[16］.接觸區(qū)內(nèi)部的主要破壞形式為沖擊球頭的擠壓破壞, 在球冠型壓痕內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生環(huán)向裂紋；接觸區(qū)外部受拉應(yīng)力作用繞壓痕邊緣產(chǎn)生1圈徑向微裂紋, 同時(shí), 產(chǎn)生幾條均勻分布的呈放射狀的徑向長(zhǎng)裂紋.由于徑向長(zhǎng)裂紋的擴(kuò)展, 導(dǎo)致被裂紋分割區(qū)域的涂層開始與基體發(fā)生分離.由圖4可見：在裂紋末端2～3 mm范圍內(nèi), 涂層表面可以看到輕微的凸起印跡, 表明該區(qū)域涂層與基體之間在拉應(yīng)力作用下發(fā)生了一定程度的分離, 該區(qū)域也可作為一次沖擊對(duì)涂層造成損傷及影響的最大區(qū)域；相比20 cm沖擊高度, 在30 cm沖擊高度下的損傷區(qū)壓痕尺寸明顯增大, 徑向長(zhǎng)裂紋發(fā)生拓展延伸.由于沖擊荷載的增大, 導(dǎo)致在球冠型壓痕邊緣處的部分涂層發(fā)生脫落.

現(xiàn)對(duì)沖擊高度為30 cm試件的損傷程度進(jìn)行評(píng)估.自動(dòng)球壓沖擊儀的沖擊過程即自由落體運(yùn)動(dòng), 忽略空氣阻力和摩擦力等做功, 根據(jù)能量守恒定律m1gh=m2v2/2, 可以將不同沖擊高度轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的沖擊速度, 對(duì)實(shí)際中的沖擊情況進(jìn)行等效.對(duì)沖擊高度30 cm的條件進(jìn)行速度轉(zhuǎn)換, 經(jīng)計(jì)算半徑10 mm的砂石顆粒以25 m/s的速度垂直沖擊涂層表面時(shí), 沖擊坑形貌如圖4（b）所示, 此時(shí)涂層已發(fā)生明顯塑性變形, 沖擊坑深度達(dá)到涂層總厚度的一半.

圖4 沖擊損傷區(qū)壓痕的二維形貌變化圖Fig.4 Two-dimensional morphology change diagram of indentation in impact damage zone

圖5為不同沖擊高度下?lián)p傷區(qū)壓痕三維形貌變化圖.由圖5可見：隨著沖擊高度的增加, 損傷區(qū)壓痕三維尺寸呈現(xiàn)逐漸增大的趨勢(shì)；隨著沖擊高度的增加, 沖擊荷載值增大, 壓痕邊緣沖擊唇高度也表現(xiàn)出增高趨勢(shì), 整個(gè)損傷區(qū)壓痕呈現(xiàn)為類似火山型凸起, 壓痕周圍產(chǎn)生的徑向長(zhǎng)裂紋不斷擴(kuò)展, 同時(shí)裂紋兩側(cè)也出現(xiàn)凸起現(xiàn)象；當(dāng)沖擊高度達(dá)到34 cm后, 壓痕邊緣處涂層已完全凸起, 更有部分涂層在沖擊力作用下發(fā)生大面積剝落, 造成鋼基體外露現(xiàn)象發(fā)生.

圖5 不同沖擊高度下?lián)p傷區(qū)壓痕三維形貌變化圖Fig.5 Three-dimensional morphological changes of indentation in the damage zone under different impact heights

2.4 彈塑性特征分析

鋼結(jié)構(gòu)涂層在沖擊過程中會(huì)發(fā)生彈塑性變形, 采用能量轉(zhuǎn)換法對(duì)沖擊過程進(jìn)行分析.動(dòng)態(tài)硬度（Hd）和恢復(fù)性系數(shù)（e）作為材料在沖擊過程中的2項(xiàng)彈塑性特征指標(biāo), 可以反映材料抵抗沖擊變形和恢復(fù)的能力.

沖擊過程中球頭攜帶的部分能量與被沖擊材料表面所產(chǎn)生壓痕體積的比值被看作動(dòng)態(tài)硬度.根據(jù)Tabor理論[17］, 材料的動(dòng)態(tài)硬度表示為：

式中：W為粒子在沖擊過程中消耗的總能量, J；V為粒子沖擊對(duì)材料表面造成損傷的體積, mm3.

對(duì)球壓沖擊過程中的能量轉(zhuǎn)換進(jìn)行分析：球頭沖擊至材料表面, 在其發(fā)生變形之前的總能量為U, 被沖擊材料表面發(fā)生彈塑性變形, 其中的彈性變形能為Ue, 塑性變形能為Up.沖擊過程中彈性波在材料內(nèi)部傳播的能量Uw僅占總能量的1%～3%, 以及更少量的局部熱能和聲音振動(dòng)產(chǎn)生的能量, 這些能量相比于整個(gè)能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)是及其微弱的, 所以在分析時(shí)將其忽略[18-19］.因此, 沖擊過程中的總能量、彈性變形能和塑性變形能可以表示為：

式中：Vin為沖擊粒子速度, m/s；E為接觸系統(tǒng)的有效彈性模量, MPa.

球頭沖擊至材料表面, 使其完成壓縮變形后, 材料內(nèi)部產(chǎn)生的彈性變形會(huì)發(fā)生恢復(fù), 使沖擊球頭發(fā)生回跳.岳漢威等[20］依據(jù)牛頓建立的恢復(fù)性系數(shù)概念, 提出用球頭回跳的能量Ur占總能量的比值來表示材料在沖擊荷載作用下的彈塑性恢復(fù)能力.球頭回跳的能量Ur源自沖擊過程中材料的彈性變形能Ue.因此, 恢復(fù)性系數(shù)e可表示為：

恢復(fù)性系數(shù)e越大, 表明材料的彈性恢復(fù)能力越強(qiáng).當(dāng)材料僅處于彈性變形階段時(shí), 其恢復(fù)性系數(shù)e=1.根據(jù)上式可以對(duì)受沖擊材料表面的彈性特征進(jìn)行評(píng)價(jià).

動(dòng)態(tài)硬度和恢復(fù)性系數(shù)不是材料的固有屬性, 會(huì)隨環(huán)境因素及外界條件的變化而發(fā)生變化.采用自動(dòng)球壓沖擊儀采集鋼結(jié)構(gòu)聚氨酯涂層在不同沖擊高度作用下的沖擊荷載值, 并利用LSCM測(cè)量沖擊后試件表面損傷區(qū)的壓痕尺寸.根據(jù)式（5）、（6）計(jì)算涂層在不同沖擊高度下的動(dòng)態(tài)硬度和恢復(fù)性系數(shù), 分析鋼結(jié)構(gòu)聚氨酯涂層的彈塑性特征.表3為聚氨酯涂層在不同沖擊高度下的壓痕尺寸.

表3 聚氨酯涂層在不同沖擊高度下涂層的壓痕尺寸Table 3 Indentation size of PU coating under different impact heights

圖6為不同沖擊高度下聚氨酯涂層的動(dòng)態(tài)硬度和恢復(fù)性系數(shù).由圖6可見, 隨著沖擊高度的增大, 聚氨酯涂層的動(dòng)態(tài)硬度值表現(xiàn)為逐漸降低的趨勢(shì).由于聚氨酯涂層屬于一種彈塑性材料, 且彈性變形較小, 隨沖擊能量的增加, 材料很快進(jìn)入塑性變形階段, 其抵抗沖擊變形的能力逐漸降低, 表現(xiàn)為涂層塑性變形不斷加大, 涂層動(dòng)態(tài)硬度值逐漸降低.同時(shí), 當(dāng)沖擊高度較低時(shí), 由于涂層還沒有達(dá)到完全塑性變形階段, 仍然具有一定的抗沖擊變形能力和恢復(fù)能力, 所以其恢復(fù)性系數(shù)在低沖擊高度時(shí)較大, 并隨沖擊高度的增加而降低.聚氨酯涂層的動(dòng)態(tài)硬度和恢復(fù)性系數(shù)隨沖擊高度的變化趨勢(shì)基本一致, 但由于沖擊高度較高時(shí), 聚氨酯涂層在沖擊荷載作用下會(huì)發(fā)生嚴(yán)重塑性變形, 沖擊能量部分作用在鋼基體上, 導(dǎo)致沖擊荷載值增大, 從而影響恢復(fù)性系數(shù)的回增.

圖6 不同沖擊高度下聚氨酯涂層的動(dòng)態(tài)硬度和恢復(fù)性系數(shù)Fig.6 Dynamic hardness and recovery coefficient of PU coating under different impact heights

3 結(jié)論

（1）鋼結(jié)構(gòu)聚氨酯涂層沖擊損傷區(qū)壓痕尺寸隨著沖擊高度的增加不斷增大, 當(dāng)沖擊高度達(dá)到34 cm后, 涂層開始發(fā)生脫落, 涂層基本失效.壓痕尺寸擴(kuò)展表現(xiàn)為穩(wěn)定擴(kuò)展、加速擴(kuò)展和趨于平緩3個(gè)階段.

（2）隨著沖擊高度的不斷增加, 鋼結(jié)構(gòu)聚氨酯涂層沖擊損傷區(qū)壓痕應(yīng)力隨壓痕應(yīng)變?cè)龃笙葴p小后略有回增, 同樣表現(xiàn)為平穩(wěn)降低、加速降低和略有回增3個(gè)階段.當(dāng)壓痕應(yīng)力開始回增時(shí), 涂層已基本失去防護(hù)效果.

（3）沖擊荷載作用下, 鋼結(jié)構(gòu)聚氨酯涂層表面產(chǎn)生球冠型壓痕, 壓痕內(nèi)部及邊緣產(chǎn)生環(huán)向裂紋和徑向微裂紋及徑向長(zhǎng)裂紋.徑向長(zhǎng)裂紋末端2～3 mm范圍內(nèi), 涂層發(fā)生輕微凸起.隨著沖擊高度的增大, 徑向長(zhǎng)裂紋不斷擴(kuò)展, 壓痕邊緣沖擊唇不斷隆起, 最終導(dǎo)致壓痕邊緣涂層發(fā)生脫落.

（4）涂層材料動(dòng)態(tài)硬度值隨沖擊高度的不斷增大逐漸下降, 抵抗變形能力不斷降低；恢復(fù)性系數(shù)同樣表現(xiàn)出類似的變化趨勢(shì).動(dòng)態(tài)硬度和恢復(fù)性系數(shù)可用來表征鋼結(jié)構(gòu)聚氨酯涂層在沖擊過程中的彈塑性特征.