环簧压痕分析报告

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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划环簧压痕分析报告　　纳米压痕实验报告　　姓名：张永钦学号：专业：力学班级：　　-01　　一、实验目的　　1.了解材料微纳米力学测试系统的构造、工作原理。2.掌握载荷-位移曲线的分析手段。3.用纳米压痕方法测定的杨氏模量与硬度。　　二、实验仪器和设备　　TriboIndenter型材料微纳米力学测试系统　　三、实验原理与方法　　纳米压痕技术又称深度敏感压痕技术，它通过计算机控制载荷连续变化，并在线监测压入深

2、度。一个完整的压痕过程包括两个步骤，即所谓的加载过程与卸载(来自:写论文网:环簧压痕分析报告)过程。在加　　载荷　　载过程中，给压头施加外载荷，使之压入样品表面，随着载荷的增大，压头压入样品的深度也随之增加，当载荷达到最大值时，移除外载，样品表面会存在残留的压痕痕迹。图1为典型的载荷-位移曲线。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人

3、素质的培训计划　　从图1中可以清楚地看出，随着实验载荷的不断增大，位移不断增加，当载荷达到最大值时，位移亦达到最大值即最大压痕深　　位移　　图1典型的载荷-位移曲线　　度hmax；随后卸载，位移最终回到一固定值，此时的深度叫残留压痕深度hr，也就是压头在样品上留下的永久塑性变形。　　刚度S是实验所测得的卸载曲线开始部分的斜率，表示为　　S?　　dPu　　(1)dh　　式中，Pu为卸载载荷。最初人们是选取卸载曲线上部的部分实验数据进行直线拟合来获得刚度值的。但实际上这一方法是存在问题的，因为卸载曲线是非线性的，即使是

4、在卸载曲线的初始部分也并不是完全线性的，这样，用不同数目的实验数据进行直线拟合，得到的刚度值会有明显的差别。因此Oliver和Pharr提出用幂函数规律来拟合卸载曲线，其公式如下　　Pu?A?h?hf?(2)　　m目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　其中，A为拟合参数，hf为残留深度，即为hr，指数m为压头形状参

5、数。m，A和hf均由最小二乘法确定。对式(2)进行微分就可得到刚度值，即　　S?　　dPudh　　?mA?hmax?hf?　　h?hmax　　m?1　　(3)　　该方法所得的刚度值与所取的卸载数据多少无关，而且十分接近利用很少卸载数据进行线性拟合的结果，因此用幂函数规律拟合卸载曲线是实际可行的好方法。　　接触深度hc是指压头压入被测材料时与被压物体完全接触的深度，如图2所示。在加　　载的任一时刻都有　　图2压头压入材料和卸载后的参数示意图　　h?hc?hs(4)　　式中，h为全部深度，hs为压头与被测试件接触处周边

6、材料表面的位移量。接触周边的变形量取决于压头的几何形状，对于圆锥压头　　hs?　　π?2　　?h?hr?(5)π目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　P　　(6)S　　h?hr?2?　　故　　hs?ε　　则　　P　　(5a)S　　P　　(7)S　　hc?h?ε　　对于圆锥压头，几何常数ε?　　2　　??π?2?，即

7、ε?。同样可以算得，对于平直圆柱压头π　　ε?，对于旋转抛物线压头ε?，对于Berkovich压头建议取ε?。　　接触面积A取决于压头的几何形状和接触深度。人们常常用经验方法获取接触面积A与接触深度hc的函数关系A?hc?，常见的面积函数为　　24　　A?C1hc2?C2hc?C3hc?C4hc??　　(8)目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的

8、业务技能及个人素质的培训计划　　式中，C1取值为，对于理想压头，面积函数为A?。C2、C3、C4等拟合参数是对非理想压头的补偿。　　另外，由压头几何形状可以算出压入深度h与压痕外接圆直径d的关系，以及压入深度　　h与压痕边长a的关系。对于理想Berkovich压头h?，a?，以此可以作为在　　实验中不同压痕之间互不影响的最小距离的参考。　　纳米压痕技术测量得