發(fā)布時(shí)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(yàn)研究

郝芯  

【摘要】：我們?nèi)粘Ｉ钪兴褂玫奈锲范际怯刹煌牟牧现瞥傻?這些物品受到外載荷的時(shí)候可能會(huì)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(huì)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�，F(xiàn)今社會(huì),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(dòng)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(yàn)。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(yàn)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(yàn)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(shí)驗(yàn)并與商業(yè)壓痕儀的結(jié)果進(jìn)行了對比,實(shí)驗(yàn)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(yàn)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(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對比,驗(yàn)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(jì)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(yàn)和實(shí)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(yàn)。

【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】：

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本文編號：222999