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运用ANSYS软件建立了三维轴对称有限元模型，对金刚石厚膜（φ40mm×1mm）内部和膜／钼基体界面处的热残余应力各个分量的分布作了全面的模拟，讨论了热残余应力对金刚石厚膜失效的影响。结果表明，金刚石厚膜内的热残余应力各个分量并非均匀分布，离界面越近，其值越大；界面处大的轴向拉应力和剪应力对于厚膜从基体上脱落有重要影响；在膜的上表面靠近外边缘局部区域内存在较大的径向拉应力和轴向拉应力，是造成膜开裂失效的原因；本文的三维有限元模型比以往的一维解析模型更全面，且能更合理地解释金刚石膜的失效现象。