隨著數(shù)值模擬軟件的普及,有限元分析在新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開發(fā),尋找設(shè)計(jì)薄弱點(diǎn),以及后續(xù)損傷失效分析中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,而準(zhǔn)確的本構(gòu)模型是確保數(shù)值分析精度的必要條件。作為材料力學(xué)行為的數(shù)值表達(dá),本構(gòu)模型的基本任務(wù)之一是表征材料在不同加載條件下的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系。材料力學(xué)性能受諸多因素影響,開發(fā)適用性更廣、準(zhǔn)確性更高的本構(gòu)模型一直是研究的熱點(diǎn)問題。不同材料的宏觀屬性各不相同,即使同種材料,采用不同制造工藝,微觀結(jié)構(gòu)也會(huì)存在差異,導(dǎo)致宏觀力學(xué)性能發(fā)生改變。粘塑性變形是金屬構(gòu)件常見的變形行為,多數(shù)固體材料在高溫條件下（相對(duì)熔點(diǎn)而言）,其應(yīng)力的演化不只與加載方式有關(guān),還和加載速率有關(guān),對(duì)于正率敏感性材料,通常加載率越高,得到的應(yīng)力飽和值越大,而隨著溫度的升高,應(yīng)力飽和值減小,體現(xiàn)為熱導(dǎo)致的軟化現(xiàn)象。材料種類、制造工藝、熱處理、微觀結(jié)構(gòu)、溫度、加載率等變量對(duì)力學(xué)性能的影響給本構(gòu)模型的開發(fā)提出了巨大挑戰(zhàn)。本文以熱-力條件下金屬材料粘塑性變形為研究對(duì)象,主要以微電子封裝焊接材料為載體,對(duì)在工業(yè)實(shí)際中應(yīng)用更為廣泛的宏觀本構(gòu)模型進(jìn)行研究和完善。目前宏觀本構(gòu)模型主要分為兩種:宏觀唯象模型和基于特定物理機(jī)制的本構(gòu)模型。... 

【文章來(lái)源】：西北工業(yè)大學(xué)陜西省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：120 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

Pb-3.5Sn數(shù)值模擬與試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比圖（1.25×10-4/s，25℃，ε=0.75%）

圖 2-2 和圖 2-3 的加載周期均為 240s，最大應(yīng)變都為 0.6為 50℃和 80℃。圖 2-1 Pb-3.5Sn 數(shù)值模擬與試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比圖（1.25×10-4/s，25℃， ε=0.75%）

圖 2-3 Pb-3.5Sn 數(shù)值模擬與試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比圖（5×10-5/s，80℃， ε=0.60%） 2-1、2-2 和 2-3 可知，該 UCP 模型能夠較為準(zhǔn)確地模擬高鉛焊料 P及不同加載率條件下的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系。對(duì)比圖 2-2 和 2-3 可知，在其下，當(dāng)溫度從 50℃升高到 80℃時(shí)，最大應(yīng)力下降了近 31%，表現(xiàn)出的顯著影響，故在研究封裝結(jié)構(gòu)可靠性時(shí)，溫度的影響不能被忽略。試在循環(huán)加載時(shí)會(huì)表現(xiàn)出明顯的循環(huán)硬化和軟化，由圖 2-2 和 2-3 可知，模型可以較好地模擬在特定加載條件下 Pb-3.5Sn 焊料的硬化行為，而，對(duì)硬化的模擬較差，這是由于溫度升高后材料循環(huán)硬化率降低，而有明顯的溫度項(xiàng)，因此不能很好地表征溫度改變對(duì)材料硬化的影響。


本文編號(hào)：3075872