试样表面倾斜对陶瓷材料仪器化压入硬度识别结果影响的有限元分析

利用有限元软件ABAQUS分析了陶瓷试样表面倾斜角度对仪器化压入O-P硬度H_(O-P)和名义硬度H_n识别结果的影响。结果表明,对于试样表面出现小角度倾斜的陶瓷材料,其O-P硬度和名义硬度的识别结果随着倾斜角度的增加而增加,当倾斜角度小于2°时,O-P硬度识别误差小于1.67%,名义硬度的识别误差小于1.77%,具有较好的识别精度;当倾斜角度大于3°时,两种硬度在不同倾斜方向上的识别误差均超过3%,误差明显增大,影响了结果的准确度。在进行用于仪器化压入硬度识别的陶瓷材料试样表面加工时,应当保证表面达到足够的平整度,表面倾斜控制在2°以内,以保证识别结果的准确性。

杨木/刺槐复合结构胶合性能的压痕表征

以杨木、刺槐及异氰酸酯胶黏剂（EPI）制成胶合构件,进行了胶层剪切强度的测试及在宏观范围内胶合性能的压痕表征。结果表明：刺槐间、杨木间的胶层剪切强度分别为7.9、6.2 MPa,杨木与刺槐间胶层剪切强度为5.4~5.7 MPa。460 N荷载条件下,1.6 MPa和1.0 MPa胶合压力制备的杨木与刺槐间胶层部位压痕蠕变分别为21.31%和25.37%,杨木间和刺槐间的压痕蠕变差异不显著。杨木/刺槐间胶层部位的塑性变形功与压痕功比值介于杨木间和刺槐间的值,EPI胶层对杨木抗塑性变形有贡献但对刺槐的作用不明显。杨木与刺槐间胶层部位的名义硬度比杨木与杨木间大,比刺槐与刺槐间小。

材料杨氏模量的纳米压入识别

通过对非理想Berkovich压头压入弹塑性固体的加、卸载曲线所进行的近似解析分析和数值分析表明,在材料杨氏模量与压入参数间存在新的近似函数关系,该关系把名义硬度和综合杨氏模量的比值与卸载功和压入总功的比值联系起来.其中名义硬度Hn被定义为最大压入载荷Pm除以压头对应于最大压入深度hm时的横截面积A(hm),即Hn=Pm/A(hm).结果材料杨氏模量的识别可以通过仅仅测定压头的最大压入载荷、最大压入深度以及压入功来实现,而不必利用初始卸载斜率和投影接触面积.因此将该方法称为纯能量方法.经5种材料杨氏模量的纳米压入识别实验证明,纯能量方法较现有方法具有较高的识别精度.