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通过压入测试以获取工程服役结构、小型构件和焊接结构焊缝过渡区的材料单轴本构关系参数,且根据材料本构关系参数来估算材料的压入硬度对于工程设计和安全评估有重要意义.对于幂律材料,本文依据锥形压入试验原理和弹塑性接触有限元分析(EPFEA),揭示了不同锥角的锥形压头其压入能量比与屈服应力之间存在线性关系,提出了基于能量原理预测金属材料本构关系部分关键参数(弹性模量、屈服应力和硬化指数)的CR-EMI (Constitutive Relationship based on Energy Method of Indentation)方法.同时,基于此种线性关系提出了由Hollomon本构关系模型参数预测硬度的H-EMI(Hardness based on Energy Method of Indentation)方法.通过对多种金属材料进行压入试验和有限元分析,验证了CR-EMI方法和H-EMI方法的有效性与精确性. 相似文献
针对线性各向异性弹性体小变形接触问题,将弹性体按是否与刚体压头发生接触进行划分,基于Eshelby-Stroh公式求解各个部分的位移函数和应力函数,进一步通过应力函数积分得到载荷值。考虑到求解结果存在交接处应力突变和非接触区域应力不近似于零的问题,采用整体位移约束法和线性叠加原理,通过迭代方式使位移函数和应力函数逼近理想解,解决了圆柱压头和倒圆角楔形压头与弹性体的接触问题。基于圆柱压头求得的载荷值接近弹性半空间法的求解结果,当级数总项数为400时,计算结果的相对误差仅为0.52%。基于圆柱压头和倒圆角楔形压头求得的载荷值与ABAQUS仿真结果较为吻合：圆柱压头载荷值的相对误差为0.67%;倒圆角楔形压头,对6个不同的圆角值进行计算,载荷的相对误差都小于2%。 相似文献
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纳米力学探针的基本原理及其应用实例 总被引：4，自引：0，他引：4
介绍了一种新型的材料微区力学性能检测系统NanoIndenterII纳米显微力学探针。纳米显微力学探针是一个压入系统 ,其实验过程全部由计算机控制 ,压头的位移精度可达到 +/ - 0 .0 4nm ,因此可以研究材料的微区力学性能 ,它更适合于分析各种镀膜材料、离子注入材料、表面改性等材料的硬度分布及其弹性模量。它与显微硬度计的最大差别在于它能连续记录载荷 位移数据 ,通过载荷 位移数据计算材料微区的硬度和弹性模量 ,而不需要通过光学方法测定压痕面积 ,因此避免了测量和材料弹性恢复引入的误差。本文阐述了它的实验原理、硬度及弹性模量的计算方法并列举了它在材料科学中的应用 相似文献
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为了研究纳米硬度计压针尖端曲率半径对面积函数的影响 ,提出一个基于几何方法建立的压针面积函数。这个函数在接触面积和压针曲率半径之间建立了直接的联系 ,具有明显的物理意义。通过纳米硬度计NanoIndenterXP 的压痕试验来检查此面积函数的有效性 ,并将这个面积函数的测试结果与其他两种已有的用不同方法确定面积函数测试结果对比 ,说明这里提出的这个压头面积函数能很好地描述试验中的实际压头 相似文献
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