隨著科技的進(jìn)步與發(fā)展,陶瓷材料在工程中的應(yīng)用范圍越來越廣,由于陶瓷材料有硬度高脆性高的特性,難以對其進(jìn)行塑性加工,無法利用傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法對其力學(xué)性能進(jìn)行測試。顯微硬度測試的操作簡便,樣品易制備,使用成本低廉,是測量陶瓷等硬脆材料基本力學(xué)性能的主要方法之一,但無法利用硬度實(shí)驗(yàn)直接測試材料的彈塑性性能,同時硬度測試時會產(chǎn)生尺寸效應(yīng),影響硬度測試的準(zhǔn)確性。本文采用熱壓燒結(jié)工藝,分別在1600℃,1650℃和1700℃條件下燒結(jié)制備了Si₂N₂O-Si₃N₄超細(xì)晶陶瓷材料。采用不同的加載載荷對三種材料的硬度值進(jìn)行了測量,并采用單軸壓縮實(shí)驗(yàn)對其彈性模量進(jìn)行了測試。結(jié)果表明:在三種燒結(jié)溫度下,三種陶瓷材料的硬度和彈性模量呈現(xiàn)出隨燒結(jié)溫度的升高而降低的規(guī)律。隨著硬度測試加載載荷的增加,測得的硬度值有減小的趨勢,表現(xiàn)出明顯的尺寸效應(yīng);通過研究發(fā)現(xiàn)裂紋的產(chǎn)生與擴(kuò)展對壓痕尺寸效應(yīng)有很大影響。利用ABAQUS有限元軟件對顯微硬度的測試過程進(jìn)行仿真模擬,通過反復(fù)修正對比實(shí)驗(yàn)結(jié)果與模擬結(jié)果,反推得到了三種陶瓷材料的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)... 

【文章來源】：燕山大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 硬度測試實(shí)驗(yàn)方法及其現(xiàn)狀
        1.2.1 顯微硬度測試實(shí)驗(yàn)方法及現(xiàn)狀
        1.2.2 納米硬度測試實(shí)驗(yàn)方法及其現(xiàn)狀
    1.3 顯微硬度測試的基本原理
    1.4 硬度測試仿真模擬研究現(xiàn)狀
        1.4.1 納米硬度測試仿真模擬的研究現(xiàn)狀
        1.4.2 顯微硬度測試仿真模擬的研究現(xiàn)狀
        1.4.3 基于顯微硬度測試獲得材料彈塑性性能的方法
    1.5 顯微硬度測試中的壓痕尺寸效應(yīng)
    1.6 本課題的研究意義和內(nèi)容
        1.6.1 課題的研究意義
        1.6.2 研究的主要內(nèi)容
第2章 材料的制備和顯微硬度測試
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)材料的制備
    2.3 顯微硬度測試
        2.3.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
        2.3.2 實(shí)驗(yàn)過程
    2.4單軸壓縮實(shí)驗(yàn)
        2.4.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
        2.4.2 實(shí)驗(yàn)過程
    2.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
        2.5.1 硬度對比分析
        2.5.2 尺寸效應(yīng)分析
    2.6 本章小結(jié)
第3章 基于顯微硬度的陶瓷材料彈塑性性能仿真模擬
    3.1 引言
    3.2 建立幾何模型
    3.3 材料屬性和邊界條件
    3.4 擬合應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系
    3.5 仿真模擬結(jié)果分析
        3.5.1 位移場分析
        3.5.2 應(yīng)變場分析
        3.5.3 應(yīng)力場分析
    3.6 本章小結(jié)
第4章 基于顯微硬度測試材料應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的理論推導(dǎo)
    4.1 引言
    4.2 應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的推導(dǎo)
    4.3 顯微硬度測試材料屈服應(yīng)力的彈塑性面積分割原則
    4.4 本章小結(jié)
第5章 壓痕尺寸效應(yīng)模型及有限元模擬驗(yàn)證
    5.1 引言
    5.2 壓痕尺寸效應(yīng)裂紋擴(kuò)展模型
    5.3 考慮裂紋擴(kuò)展引發(fā)尺寸效應(yīng)的有限元模擬
        5.3.1 裂紋擴(kuò)展引發(fā)尺寸效應(yīng)對位移場的影響
        5.3.2 裂紋擴(kuò)展引發(fā)尺寸效應(yīng)對應(yīng)變場的影響
        5.3.3 裂紋擴(kuò)展引發(fā)尺寸效應(yīng)對應(yīng)力場的影響
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3434701