發(fā)布時間：2016-12-22 04:41

  本文關(guān)鍵詞：基于可調(diào)式拉伸—彎曲預(yù)載荷的原位納米壓痕測試系統(tǒng)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《吉林大學(xué)》 2016年

預(yù)應(yīng)力下納米壓痕仿真與試驗研究

郝芯  

【摘要】：我們?nèi)粘Ｉ�活中所使用的物品都是由不同的材料制成�?這些物品受到外載荷的時候可能會發(fā)生變形、斷裂等現(xiàn)象,若這些現(xiàn)象發(fā)生在建筑或者交通工具上,就會對我們的人身安全產(chǎn)生極大的威脅,而這些構(gòu)件所受的力不一定是單一的載荷,所以研究材料在多載荷條件下的力學(xué)性能是非常必要的。現(xiàn)今社會,材料的測試技術(shù)正在飛快的發(fā)展,為了能夠?qū)崿F(xiàn)簡潔、快速、多功能和自動化,力學(xué)性能測試出現(xiàn)了很多新的技術(shù)和方法,可以對一些新型的、特殊的、微小的材料以及材料在復(fù)雜的環(huán)境下(多種載荷、多種物理場)進(jìn)行測試。本文主要以壓痕測試技術(shù)為主,并利用拉伸模塊和彎曲模塊,進(jìn)行預(yù)拉伸和預(yù)彎曲下的壓痕試驗。納米壓痕技術(shù)是現(xiàn)今較流行的的測試技術(shù),可以測得材料的彈性模量、硬度等多種力學(xué)參數(shù)。通過閱讀國內(nèi)外大量文獻(xiàn),首先對國內(nèi)外的材料力學(xué)性能試驗機(jī)的發(fā)展史有了系統(tǒng)的了解,在此基礎(chǔ)上本文對預(yù)載荷下的壓痕試驗進(jìn)行了研究,在對力傳感器、位移傳感器、壓電陶瓷等進(jìn)行了標(biāo)定、對試件進(jìn)行了表面拋光處理使其表面達(dá)到了要求、對機(jī)架柔度校正的基礎(chǔ)上,用標(biāo)準(zhǔn)試件進(jìn)行壓痕實驗并與商業(yè)壓痕儀的結(jié)果進(jìn)行了對比,實驗結(jié)果有良好的重復(fù)性。受機(jī)械測試裝置的限制,在試驗中得不到壓痕形貌以及內(nèi)部應(yīng)力分布規(guī)律,所以本文還利用ABAQUS軟件對其進(jìn)行了仿真,建立了預(yù)拉伸條件下壓痕模型、預(yù)彎曲條件下壓痕模型以及溫度場下的壓痕模型。把拉伸程度和彎曲程度作為控制參數(shù),設(shè)置材料的彈塑性參數(shù),劃分網(wǎng)格、設(shè)定了載荷和邊界條件。首先進(jìn)行了仿真與實驗結(jié)果進(jìn)行了對比,驗證了仿真的可行性,然后對預(yù)拉伸、預(yù)彎曲、溫度場條件下的壓痕等行了仿真分析,觀察應(yīng)力云圖分布規(guī)律,利用Oliver-Pharr法計算出硬度以及彈性模量變化規(guī)律。在選材方面,鋁合金材料是當(dāng)今用途較為廣泛的材料之一,密度小、重量輕并且耐腐蝕,而在鋁合金中強(qiáng)度最好的是7075Al,它具有良好的機(jī)械性能,耐磨性好,容易加工,是鋁合金中最優(yōu)良的產(chǎn)品,強(qiáng)度高于任何軟鋼。鈦合金廣泛用于航天航空、國防以及國民經(jīng)濟(jì)的重要領(lǐng)域,經(jīng)過長期的試驗和實踐證明,鈦以及鈦合金不但可以替代鋼、合金等金屬材料,而且可以替代石墨、石巖等非金屬材料,而TA2是工業(yè)中比較常用的純鈦,耐腐蝕性能好,綜合性能適中。所以本文選用7075Al和TA2進(jìn)行試驗。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG115.5
【目錄】：

下載全文 更多同類文獻(xiàn)

CAJ全文下載

(如何獲取全文？ 歡迎：購買知網(wǎng)充值卡、在線充值、在線咨詢)

CAJViewer閱讀器支持CAJ、PDF文件格式

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 馬德軍;郭俊宏;陳偉;宋仲康;;高精度儀器化壓入儀設(shè)計與應(yīng)用[J];儀器儀表學(xué)報;2012年08期

2 李潔;;納米劃痕測試在材料研究領(lǐng)域的最新進(jìn)展[J];材料導(dǎo)報;2010年S1期

3 陳文哲;;材料力學(xué)性能測試技術(shù)的進(jìn)展與趨勢[J];理化檢驗(物理分冊);2010年02期

4 孫淵;王慶明;;壓痕硬度測試的有限元分析[J];華東理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2007年06期

5 朱浩;朱亮;陳劍虹;呂先鋒;;不同應(yīng)力狀態(tài)下鋁合金變形及損傷機(jī)理的研究[J];稀有金屬材料與工程;2007年04期

6 黎明,溫詩鑄;納米壓痕技術(shù)理論基礎(chǔ)[J];機(jī)械工程學(xué)報;2003年03期

7 張?zhí)┤A,楊業(yè)敏,趙亞溥,白以龍;MEMS材料力學(xué)性能的測試技術(shù)[J];力學(xué)進(jìn)展;2002年04期

8 張?zhí)┤A,楊業(yè)敏,趙亞溥,余同希,孫慶平;微型材料的拉伸測試方法研究[J];機(jī)械強(qiáng)度;2001年04期

9 楊親民;智能材料的研究與開發(fā)[J];功能材料;1999年06期

10 吳敏鏡;超精密加工技術(shù)綜述[J];系統(tǒng)工程與電子技術(shù);1985年08期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 姜辛;張?zhí)┤A;郇勇;;一種便攜壓入式力學(xué)測試儀的研制[A];中國力學(xué)學(xué)會學(xué)術(shù)大會'2009論文摘要集[C];2009年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 黎軍頑;納米壓痕過程的多尺度準(zhǔn)連續(xù)介質(zhì)法研究[D];復(fù)旦大學(xué);2010年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 袁英堃;基于可調(diào)式拉伸—彎曲預(yù)載荷的原位納米壓痕測試系統(tǒng)研究[D];吉林大學(xué);2014年

2 沈林;材料樣品表面粗糙度對納米壓痕測試結(jié)果的影響研究[D];吉林大學(xué);2012年

【共引文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 馮永平;羅華云;;微結(jié)構(gòu)片外彎曲測試裝置及試樣設(shè)計[J];力學(xué)季刊;2016年02期

2 曾思遠(yuǎn);王煜天;;一種壓電陶瓷雙晶片壓痕響應(yīng)的試驗研究[J];工程與試驗;2016年02期

3 付昌云;衣淑娟;李志全;楊國印;李皓瑩;陶桂香;;水稻芽種和玉米芽種力學(xué)特性的研究——基于材料力學(xué)試驗臺[J];農(nóng)機(jī)化研究;2016年05期

4 沈雷;方東根;唐穎;童夏青;;智能服裝材料的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J];上海紡織科技;2016年02期

5 方東根;沈雷;;智能服裝材料研究概述[J];針織工業(yè);2016年01期

6 趙宏偉;董曉龍;張霖;胡曉利;;塊體材料彈性模量的四點彎曲自動測試[J];吉林大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版);2016年01期

7 張婷;何娟;任瑛;鄒文俊;;類金剛石薄膜殘余應(yīng)力的研究進(jìn)展[J];材料導(dǎo)報;2016年01期

8 莊蔚敏;張凱希;劉學(xué)成;李兵;;無鉚釘鉚接接頭力學(xué)性能優(yōu)化研究[J];汽車技術(shù);2015年12期

9 黃元春;顏徐宇;肖政兵;杜志勇;黃雨田;邱濤;;AA6061鋁合金冷軋過程中織構(gòu)的演變與斷裂機(jī)制[J];粉末冶金材料科學(xué)與工程;2015年06期

10 馬德軍;王家梁;肖富君;孫亮;黃勇;;材料維氏硬度儀器化壓入方法準(zhǔn)確度研究[J];中國測試;2015年10期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 翟相國;三點彎曲力學(xué)性能測試誤差因素的仿真分析與試驗研究[D];吉林大學(xué);2016年

2 郝芯;預(yù)應(yīng)力下納米壓痕仿真與試驗研究[D];吉林大學(xué);2016年

3 趙志勇;Si_2N_2O-Si_3N_4超細(xì)晶脆性陶瓷材料常溫彈塑性性能研究[D];燕山大學(xué);2013年

【二級參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 宋仲康;馬德軍;郭俊宏;陳偉;;柔度標(biāo)定誤差對儀器化壓入測試結(jié)果的影響[J];儀器儀表學(xué)報;2011年09期

2 宣麗萍;王曉龍;邱輝;;VxWorks系統(tǒng)中PCI總線儀器驅(qū)動程序開發(fā)方法[J];電子測量與儀器學(xué)報;2010年09期

3 葉曉;金振華;劉彪;盧青春;;并聯(lián)混合動力臺架測試系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用[J];儀器儀表學(xué)報;2010年08期

4 周軍;尹崗;;在VB中對數(shù)據(jù)庫和串口操作的實現(xiàn)[J];電子測量技術(shù);2010年05期

5 孟慶國;詹世革;周濟(jì)福;;2008年度力學(xué)科學(xué)處面上項目、青年基金和地區(qū)基金資助情況介紹[J];力學(xué)進(jìn)展;2008年05期

6 劉更;劉天祥;溫詩鑄;;微/納尺度接觸問題計算方法研究進(jìn)展[J];力學(xué)進(jìn)展;2008年05期

7 尚福林;北村隆行;平方寬之;;微納米材料及其結(jié)構(gòu)的界面強(qiáng)度的實驗研究[J];力學(xué)進(jìn)展;2008年04期

8 孟慶國;詹世革;周濟(jì)福;;2008年度力學(xué)科學(xué)處基金項目受理情況[J];力學(xué)進(jìn)展;2008年03期

9 金欽華;王躍林;李鐵;;一維納米結(jié)構(gòu)的拉伸力學(xué)測試[J];微納電子技術(shù);2008年04期

10 楊班權(quán);陳光南;張坤;羅耕星;肖京華;;涂層／基體材料界面結(jié)合強(qiáng)度測量方法的現(xiàn)狀與展望[J];力學(xué)進(jìn)展;2007年01期

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張克華;文東輝;洪滔;袁巨龍;;藍(lán)寶石的納米壓痕試驗與有限元仿真研究[J];航空精密制造技術(shù);2009年02期

2 王明海;王虎軍;孫磊;劉中海;;各向同性熱解石墨的納米壓痕試驗與有限元仿真研究[J];機(jī)械設(shè)計與制造;2011年12期

3 柯瑞;張宇民;周玉鋒;;c向藍(lán)寶石單晶納米壓痕尺度效應(yīng)研究[J];人工晶體學(xué)報;2013年10期

4 蔣銳;胡小方;許峰;伍小平;;納米壓痕數(shù)據(jù)分析的混合方法研究[J];機(jī)械強(qiáng)度;2009年05期

5 顧盛挺;鮑雨梅;柴國鐘;吳化平;;顆粒表面粗糙度對納米壓痕特性影響研究[J];浙江工業(yè)大學(xué)學(xué)報;2013年02期

6 陳樟;蘇偉;萬敏;;單晶硅納米壓痕過程的有限元模擬與實驗驗證[J];微納電子技術(shù);2009年02期

7 周沙溆;胡宏玖;李潔;;黏彈材料動態(tài)納米壓入過程的尺度效應(yīng)[J];中國塑料;2011年03期

8 郭荻子;林鑫;趙永慶;曹永青;;納米壓痕方法在材料研究中的應(yīng)用[J];材料導(dǎo)報;2011年13期

9 王濱;王春亮;楊力;王承忠;;納米壓痕試驗方法測量不確定度簡化評定[J];理化檢驗(物理分冊);2007年06期

10 劉美華;李鴻琦;王靜;王江宏;佟景偉;;納米壓痕測量精度的影響因素[J];機(jī)械工程材料;2008年08期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 楊慶生;劉志遠(yuǎn);李熙;;生物軟組織納米壓痕測試方法的最新進(jìn)展[A];力學(xué)與工程應(yīng)用[C];2012年

2 許明;胡永峰;劉明霞;黃平;徐可為;;金屬多層膜硬度基底效應(yīng)的納米壓痕法研究[A];中國力學(xué)學(xué)會學(xué)術(shù)大會'2009論文摘要集[C];2009年

3 朱瑛;劉倩倩;;單晶鋁納米壓痕仿真及其實驗研究[A];第九屆真空冶金與表面工程學(xué)術(shù)會議論文摘要集[C];2009年

4 劉志遠(yuǎn);楊慶生;李衛(wèi)衛(wèi);高雪玉;;考慮基底效應(yīng)的復(fù)合材料組分性能的納米壓痕原位測試技術(shù)[A];第17屆全國復(fù)合材料學(xué)術(shù)會議（復(fù)合材料力學(xué)分論壇）論文集[C];2012年

5 劉志遠(yuǎn);高雪玉;楊慶生;;納米壓痕法測定人血紅細(xì)胞的力學(xué)特性[A];北京力學(xué)會第十六屆學(xué)術(shù)年會論文集[C];2010年

6 于超;康國政;;納米壓痕的分子動力學(xué)模擬[A];四川省力學(xué)學(xué)會2010年學(xué)術(shù)大會論文集[C];2010年

7 郇勇;劉東旭;楊榮;張?zhí)┤A;;納米壓痕儀的載荷精度研究[A];中國力學(xué)學(xué)會學(xué)術(shù)大會'2009論文摘要集[C];2009年

8 王振清;楊增杰;孟慶華;;含表面缺陷的單晶銅薄膜納米壓痕多尺度模擬[A];第七屆海峽兩岸工程力學(xué)研討會論文摘要集[C];2011年

9 王濱;王春亮;楊力;沙菲;;納米壓痕試驗測量不確定度評定[A];第七屆全國MTS材料試驗學(xué)術(shù)會議論文集（一）[C];2007年

10 鄧旭輝;丁燕懷;尹久仁;張平;姜勇;;PMMA納米壓痕的黏彈性回復(fù)研究[A];中國力學(xué)大會——2013論文摘要集[C];2013年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 王露萌;雙晶材料納米壓痕初始塑性變形行為的跨尺度模擬與實驗研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2013年

2 黎軍頑;納米壓痕過程的多尺度準(zhǔn)連續(xù)介質(zhì)法研究[D];復(fù)旦大學(xué);2010年

3 楊增杰;分離式擬質(zhì)點方法的研究及納米壓痕多尺度模擬[D];哈爾濱工程大學(xué);2011年

4 趙星;納米粒子并合、沉積和納米壓痕的計算模擬研究[D];東北大學(xué);2009年

5 馬增勝;納米壓痕法表征金屬薄膜材料的力學(xué)性能[D];湘潭大學(xué);2011年

6 王華滔;準(zhǔn)連續(xù)介質(zhì)方法在晶體微觀變形多尺度模擬中的應(yīng)用[D];復(fù)旦大學(xué);2008年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王凱強(qiáng);顆粒夾雜軟基體復(fù)合材料的壓痕力學(xué)性能測試與表征研究[D];蘭州大學(xué);2015年

2 王新偉;納米壓痕儀的校準(zhǔn)及標(biāo)物的研制[D];太原理工大學(xué);2016年

3 徐海龍;低溫納米壓痕測試裝置的設(shè)計分析與試驗研究[D];吉林大學(xué);2016年

4 郝芯;預(yù)應(yīng)力下納米壓痕仿真與試驗研究[D];吉林大學(xué);2016年

5 時月;原位納米壓痕/劃痕測試儀器的設(shè)計與試驗研究[D];吉林大學(xué);2016年

6 沈林;材料樣品表面粗糙度對納米壓痕測試結(jié)果的影響研究[D];吉林大學(xué);2012年

7 蔡晶琦;單晶銅納米壓痕初始塑性變形行為實驗研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2006年

8 王春亮;納米壓痕試驗方法研究[D];機(jī)械科學(xué)研究總院;2007年

9 張忠立;基于表面凹型缺陷的納米壓痕多尺度研究[D];復(fù)旦大學(xué);2012年

10 米杰;原位納米壓痕/劃痕測試裝置的設(shè)計與試驗研究[D];吉林大學(xué);2013年

  本文關(guān)鍵詞：基于可調(diào)式拉伸—彎曲預(yù)載荷的原位納米壓痕測試系統(tǒng)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

，

本文編號：222999