仪器化压入测试材料表面残余应力的研究进展

仪器化压入是一种新兴的力学测试技术,具有无损、微区、自动等优点,已用于残余应力测试的研究。首先介绍仪器化压入测试残余应力的基本原理;然后针对锥形压入和球形压入测试,分别介绍仪器化压入测试残余应力的主要分析方法,并比较各自的优缺点,提出改进措施;最后总结仪器化压入测试残余应力的研究现状,展望未来的研究工作。     

陶瓷材料弹塑性参数仪器化压入测试方法研究

该文以典型陶瓷材料Si3N4和Al2O3为例,分别应用材料弹性模量仪器化压入测试中的两种代表性方法——Ma方法和Oliver-Pharr方法 ,对两种材料的仪器化压入测试结果进行计算。结果表明:Ma方法对陶瓷材料弹性模量的测试误差小于Oliver-Pharr方法。利用两种不同面角的四棱锥压头分别对Si3N4和Al2O3材料进行仪器化压入实验,并结合有限元数值分析方法,确定Si3N4材料的塑性参数(屈服强度σy=7 800 MPa和应变硬化指数n=0.02)和Al2O3材料的塑性参数(屈服强度σy=4 100 MPa和应变硬化指数n=0.025),从而为进一步研究陶瓷材料力学性能参数仪器化压入识别方法提供一定的理论基础。     

基于仪器化压入硬度和功测试材料杨氏模量的方法

应用量纲定理和有限元方法对仪器化压入响应进行了分析。结果表明:在仪器化压入硬度HOP(即Oliver-Pharr压入硬度)和联合杨氏模量Ec的比值与卸载功We和压入总功Wt的比值间存在近似的函数关系,即HOP/Ec=Γ(We/Wt),其中联合杨氏模量被定义为Ec=1/[(1-2ν)/E+1.32(1-i2ν)/Ei],且Ei,E和iν,ν分别为金刚石压头和被压材料的杨氏模量及泊松比。基于上述关系提出了由仪器化压入硬度和压入比功确定材料杨氏模量的新方法,同时分析了该方法的理论误差。通过试验表明该方法较传统Oliver-Pharr方法具有较高的测试精度。     

确定纳米压入面积函数的改进方法

针对薄膜等微小结构材料力学性能测试面积函数测量问题,提出了一种改善微小压入深度下压头面积函数准确性的方法.该方法将压头与被测样品之间的投影接触面积与压头针尖曲率半径和角度相关联,解决常用的面积函数确定方法在50 nm以下浅压痕测量中不可靠的问题.经实验验证,该面积函数确定方法可以提高微小接触深度下压入硬度和折合模量的测...     

材料维氏硬度仪器化压入方法准确度研究

针对仪器化压入测试识别材料维氏硬度的精度问题,该文采用有限元数值分析方法获得不同材料的维氏硬度理论计算值,以此为基础,分别对仪器化压入识别材料维氏硬度的3种代表性方法——"ISO方法"、"Kang方法"和"Ma方法 "进行理论精度分析,并进行实验验证。结果表明:1)3种方法识别的维氏硬度理论误差均随材料比功We/Wt增加呈先减小后增大的趋势;其中,"ISO方法"识别的维氏硬度值相比理论值普遍偏大,"Kang方法"识别的维氏硬度值相比理论值均偏小。2)"Ma方法"基于仪器化压入识别材料维氏硬度的理论误差最小,理论准确度相对较高。3)当被测材料的材料比功在0.01We/Wt0.3时,对应η和n不同取值下的3种方法各自识别的维氏硬度误差值较为离散;当0.3We/Wt0.85时则较为集中。该文工作,为下一步研究维氏硬度仪器化压入新方法提供一定的理论基础。     

亚微压入位移的标定

介绍了一种亚微压入移标定的简易方法，该方法采用球形压头，在弹性变形范围内加载，通过对９组标准块厚度差的测量，对亚微压入仪的电测位移值进行校正，实验精度为１９ｎｍ，不确定度为７ｎｍ，其特点是检测方便，实验精度高，与光干涉法相当。     

压头面积函数对纳米压入测试结果的影响

从纳米压入测量的基本原理出发介绍了压头面积函数及其校对方法,并对熔融石英进行了两次纳米压入测量,校对了两次压头面积函数,两次测量及校对的时间间隔为1a（年）。结果表明,两次校对后的压头面积函数差别较大。若第二次测量的熔融石英数据仍采用第一次校对的面积函数进行计算,将使杨氏模量和硬度测量结果产生很大误差,阐明了压头面积函数校对在纳米压入测试中的重要作用。     

压头钝化对纳米硬度测量的影响

压头面积函数是影响纳米硬度测量的一个主要因素。本文对由于压头端部钝化对纳米硬度测量的影响进行了分析,并通过实验进行了验证。结果表明,面积函数校准对提高纳米硬度等材料力学性能参数的测量准确性十分必要。     

纳米压入测试中面积函数测量方法综述

在纳米压入法材料力学性能测试中,面积函数的准确测量对保证测量结果的准确性非常重要。本文对纳米压入测试中常用的面积函数确定方法进行了分类介绍,并对各种方法的特点进行了分析,指出了为提高纳米硬度和弹性模量等力学性能参数的测量准确性对面积函数进行校准的必要性。     

用涂层压入仪界面压入测定结合强度的实验研究

用可实行单点连续加载卸载的涂层压入仪，测定热喷涂涂层与基体之间界面开裂的临界载荷ＰＷ，此值可反映结合强度，与现有的压入法比较，用涂层压入仪只需一次压入就可测定Ｐ一次压入就可此方法比粘结拉伸简捷、适合评价高结合强度的涂层。     

带引压管腔的压力测量系统动态校准技术研究

在动态压力测量领域中,带引压管腔的压力测量系统常被用于空间狭小、工况恶劣等情况下的压力测量,压力信号经过引压管腔传递会发生畸变,引压管腔是降低压力测量系统频响的首要因素.本文首先介绍了带引压管腔的压力测量系统物理结构模型,阐述管腔动态特性影响动态测量机理.其次,介绍了现有引压管腔主要校准方法和装置,开展新型校准装置和方...     

瞬态波形记录仪器计量标准的建立

叙述了瞬态记录仪器计量标准建立中的几个问题 ,包括校准系统的构成、校准项目、校准方法、校准设备的选择 ,以及影响有关指标校准不确定度的几个因素     

微压测量和校准技术分析与发展趋势

在高精度装备仪器的研制、试验和生产中,微压测量是一项重要且基础的测量技术。本文通过介绍微压测量在实际生产中的广泛应用,凸显出重视微压测量的必要性;通过对目前微压校准仪器的现状与发展趋势的分析和介绍,对未来微压校准的发展进行了展望。     

极浅压入下纳米压痕仪针尖面积函数校准方法的研究

采用原子力显微镜直接扫描纳米压痕仪针尖法、球面拟合法和熔融石英标准样块的间接测量法对极浅压入下纳米压痕仪的针尖面积函数进行比较分析。实验表明,在极浅压入下,原子力显微镜直接法由于真实地反映了针尖尖端的几何形貌因而获得的面积函数更为准确可靠。建立了相应的数学模型,对于直接法测量中主要的误差,即由于原子力显微镜针尖曲率半径带来的误差进行了分析,结果表明在极小压入深度下压入深度越小,原子力显微镜针尖曲率半径带来的压痕仪针尖面积函数相对误差越大。     

眼科光学计量仪器精准测量的质量控制方法分析

随着科技生活的发展,越来越多的人因为对电子产品使用过度而患上近视、散光等眼部疾病。眼镜作为一种矫正人眼视力、确保正常工作生活的重要工具,已成为日常生活必不可少的物品,对其品质的追求也越来越高。目前,国家已经出台多项措施方案,提升眼镜配制质量,保护视力健康。那么如何配制出一副满足用眼需求的高质量眼镜呢?本文将从验光、配镜过程中的验光仪、瞳距仪、焦度计这三项重点眼科光学计量仪器方面进行分析。     

基于微小形变测量的旋翼天平高精度测力校准系统

旋翼天平原位校准中,校准力精确加载是提高校准精度的重要因素。校准装置结构形变会给校准力加载造成误差,影响校准精度。针对这一问题,设计了旋翼天平测力校准系统。该系统采用激光三角法实现微小位移测量,通过测量立方靶块空间位置变化,计算力加载点位移;建立数学模型,分析结构形变对校准力加载影响,测量校准力。经实验,该系统可以消除结构形变影响,准确测量校准力,提高校准力加载精度。     

由仪器化冲击试验结果计算SA508 Gr.3-Cl.2钢的剪切断面率

采用仪器化冲击试验方法对核电材料用钢SA508Gr.3-Cl.2进行夏比冲击试验,记录其冲击过程的力-位移曲线,然后按GB/T 19748-2005中附录C提供的方法计算该钢的剪切断面率,并与传统测量方法所得的数据进行比较。结果表明:采用GB/T 19748-2005附录C中的公式(C.3)计算得到的剪切断面率数值与实际测量值之间具有较好的吻合性;相同条件下,高韧性试样的实测值与计算值的吻合性要高于低韧性试样的;当公式(C.3)中的系数K=0.43时,该公式为计算SA508Gr.3-Cl.2钢剪切断面率的最优化公式。     

我国火炮膛压塑性测压的计量发展研究

简述了火炮膛压塑性测压静态校准和动态校准的工作原理,介绍了动态校准是国际膛压检测技术的发展方向,并分析了国内塑性测压的现状,提出了我国塑性测压的计量发展思路。