納米技術(shù)是現(xiàn)代科學(xué)和現(xiàn)代技術(shù)相互結(jié)合而成的產(chǎn)物,如納米壓痕、納米劃痕、納米電子學(xué)、納米生物學(xué)等,基于納米技術(shù)的微觀尺度材料的力學(xué)性能測(cè)試技術(shù)應(yīng)用更加廣泛,其中納米壓痕測(cè)試技術(shù)因其測(cè)試方法簡(jiǎn)單、精度高、信息采集速度較快等優(yōu)點(diǎn)而備受關(guān)注。隨著現(xiàn)代工業(yè)的高速發(fā)展,測(cè)試材料性能的方式也不斷發(fā)展,原位納米壓痕測(cè)試技術(shù)也進(jìn)一步提高了其測(cè)試水平。目前,商業(yè)化的壓痕測(cè)試產(chǎn)品已在國(guó)外銷(xiāo)售,但由于我國(guó)納米壓痕測(cè)試技術(shù)起步較晚,因此國(guó)內(nèi)的商業(yè)化壓痕儀領(lǐng)域基本屬于空白,國(guó)內(nèi)市場(chǎng)迫切需要研究我國(guó)自己的原位壓痕技術(shù),同時(shí)由于基于PC的控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集實(shí)時(shí)性差、能耗高、難以集成化,針對(duì)這些原因,通過(guò)結(jié)合國(guó)家科技項(xiàng)目,展開(kāi)本文研究。本文提出設(shè)計(jì)一種基于ARM控制系統(tǒng)的原位壓痕測(cè)試儀,并且試制了樣機(jī)。該儀器可實(shí)時(shí)獲得材料在壓痕過(guò)程中的載荷-壓入深度曲線(xiàn),通過(guò)該曲線(xiàn)來(lái)獲取材料的彈性模量、硬度等力學(xué)性能參數(shù),進(jìn)一步對(duì)材料納米尺度下的力學(xué)性能進(jìn)行深入研究。論文對(duì)壓痕測(cè)試的基本理論進(jìn)行了分析研究,對(duì)不同類(lèi)型壓頭的特點(diǎn)和適用條件進(jìn)行了闡述,并分析了對(duì)壓痕測(cè)試結(jié)果的影響因素,最終選取了金剛石壓頭進(jìn)行壓痕測(cè)試。本文通過(guò)對(duì)各種精密驅(qū)動(dòng)... 

【文章來(lái)源】：吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：75 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.3 原位納米壓痕的發(fā)展趨勢(shì)
    1.4 本文的主要研究?jī)?nèi)容
第2章 原位納米壓痕技術(shù)基礎(chǔ)理論
    2.1 原位納米壓痕的基本理論
    2.2 壓頭的選取以及試件的處理
        2.2.1 壓頭的選取
        2.2.2 試件的處理
        2.2.3 測(cè)試環(huán)境的影響
    2.3 精密驅(qū)動(dòng)技術(shù)
        2.3.1 壓電疊堆的基本原理
        2.3.2 壓電疊堆的選取
        2.3.3 壓電疊堆遲滯特性
    2.4 柔性鉸鏈
        2.4.1 柔性鉸鏈的特點(diǎn)
        2.4.2 柔性鉸鏈的分類(lèi)
        2.4.3 柔性鉸鏈的選材
        2.4.4 柔性鉸鏈力學(xué)特性
    2.5 本章小結(jié)
第3章 原位納米壓痕測(cè)試儀控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
    3.1 原位納米壓痕儀的概述及其工作原理
    3.2 原位納米壓痕儀控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
        3.2.1 ARM9處理器
        3.2.2 傳感器的選取
    3.3 電控部分的硬件設(shè)計(jì)
    3.4 電控本分的軟件設(shè)計(jì)以及網(wǎng)口通訊
        3.4.1 PWM技術(shù)
        3.4.2 A/D和D/A
        3.4.3 以太網(wǎng)通訊
    3.5 Lab VIEW簡(jiǎn)介
    3.6 壓痕測(cè)試控制模式
    3.7 本章小結(jié)
第4章 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型及整機(jī)柔度
    4.1 壓電疊堆的力學(xué)分析
    4.2 柔性鉸鏈的動(dòng)力學(xué)模型
    4.3 柔性鉸鏈機(jī)構(gòu)的有限元仿真分析
    4.4 機(jī)架柔度
    4.5 本章小結(jié)
第5章 原位納米壓痕測(cè)試儀的校準(zhǔn)與試驗(yàn)
    5.1 壓痕測(cè)試儀的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)
    5.2 力傳感器以及位移傳感器的標(biāo)定
        5.2.1 力傳感器標(biāo)定
        5.2.2 位移傳感器標(biāo)定
    5.3 原位壓痕儀閉環(huán)控制特性
    5.4 單晶硅壓痕試驗(yàn)
    5.5 對(duì)生物方解石重復(fù)性測(cè)試
    5.6 誤差分析與改進(jìn)
    5.7 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)介
致謝



本文編號(hào)：3356587