材料工程
材料工程
재료공정
Journal of Materials Engineering
2015年
11期
71-76
,共6页
王家梁%马德军%陈伟%黄勇%白盟亮
王傢樑%馬德軍%陳偉%黃勇%白盟亮
왕가량%마덕군%진위%황용%백맹량
陶瓷材料%有限元仿真%压痕对角线半长%维氏硬度%摩擦因数
陶瓷材料%有限元倣真%壓痕對角線半長%維氏硬度%摩抆因數
도자재료%유한원방진%압흔대각선반장%유씨경도%마찰인수
ceramic material%finite element simulation%indentation diagonal half-length%Vickers hardness%friction coefficient
基于有限元数值分析模型对陶瓷材料维氏压入过程中产生的压痕形貌进行仿真.以Si3N4和ZrO2两种典型陶瓷材料为例,对其有限元仿真压痕与实验测量压痕的对角线半长和维氏硬度进行对比,结果表明,Si3N4和ZrO2的有限元仿真压痕与实验测量压痕对角线半长分别相差0.39％和-0.53％,维氏硬度分别相差-2.7％和4.2％.随着压头与材料间的摩擦因数由0变化至0.5,有限元仿真压痕与实验测量压痕的对角线半长分别相差0.28％和0.27％,维氏硬度分别相差0.14％和0.21％.此外,应用本方法对其他几种典型陶瓷材料(A12O3,ZTA,SiC,Silica)维氏压入有限元仿真计算值与实验真实测量值进行了对比,其压痕对角线半长分别相差1.14％,-0.57％,-0.89％,0.41％,维氏硬度分别相差-2.24％,1.12％,1.85％,-0.86％.据此可知,陶瓷材料维氏压痕形貌可由有限元数值仿真方法获得,从而解决了陶瓷材料维氏硬度测试过程中因压痕不够清晰导致的测量数据不准问题,为下一步探索基于仪器化压入响应识别陶瓷材料维氏硬度以及其他各力学性能参数提供技术基础.
基于有限元數值分析模型對陶瓷材料維氏壓入過程中產生的壓痕形貌進行倣真.以Si3N4和ZrO2兩種典型陶瓷材料為例,對其有限元倣真壓痕與實驗測量壓痕的對角線半長和維氏硬度進行對比,結果錶明,Si3N4和ZrO2的有限元倣真壓痕與實驗測量壓痕對角線半長分彆相差0.39％和-0.53％,維氏硬度分彆相差-2.7％和4.2％.隨著壓頭與材料間的摩抆因數由0變化至0.5,有限元倣真壓痕與實驗測量壓痕的對角線半長分彆相差0.28％和0.27％,維氏硬度分彆相差0.14％和0.21％.此外,應用本方法對其他幾種典型陶瓷材料(A12O3,ZTA,SiC,Silica)維氏壓入有限元倣真計算值與實驗真實測量值進行瞭對比,其壓痕對角線半長分彆相差1.14％,-0.57％,-0.89％,0.41％,維氏硬度分彆相差-2.24％,1.12％,1.85％,-0.86％.據此可知,陶瓷材料維氏壓痕形貌可由有限元數值倣真方法穫得,從而解決瞭陶瓷材料維氏硬度測試過程中因壓痕不夠清晰導緻的測量數據不準問題,為下一步探索基于儀器化壓入響應識彆陶瓷材料維氏硬度以及其他各力學性能參數提供技術基礎.
기우유한원수치분석모형대도자재료유씨압입과정중산생적압흔형모진행방진.이Si3N4화ZrO2량충전형도자재료위례,대기유한원방진압흔여실험측량압흔적대각선반장화유씨경도진행대비,결과표명,Si3N4화ZrO2적유한원방진압흔여실험측량압흔대각선반장분별상차0.39％화-0.53％,유씨경도분별상차-2.7％화4.2％.수착압두여재료간적마찰인수유0변화지0.5,유한원방진압흔여실험측량압흔적대각선반장분별상차0.28％화0.27％,유씨경도분별상차0.14％화0.21％.차외,응용본방법대기타궤충전형도자재료(A12O3,ZTA,SiC,Silica)유씨압입유한원방진계산치여실험진실측량치진행료대비,기압흔대각선반장분별상차1.14％,-0.57％,-0.89％,0.41％,유씨경도분별상차-2.24％,1.12％,1.85％,-0.86％.거차가지,도자재료유씨압흔형모가유유한원수치방진방법획득,종이해결료도자재료유씨경도측시과정중인압흔불구청석도치적측량수거불준문제,위하일보탐색기우의기화압입향응식별도자재료유씨경도이급기타각역학성능삼수제공기술기출.
