【技术实现步骤摘要】
201610102658
【技术保护点】
一种基于纳米划入仪的脆性材料塑性变形‑断裂转变临界深度和临界载荷的检测方法,其特征在于:所述检测方法包含以下步骤:1)纳米划入断裂试验根据加工工况设定划入速率、划入距离和最大划入载荷,选定压头形状,以载荷线性增加的方式划入材料,得到弹性变形‑塑性变形‑脆性断裂逐渐转变的划痕,并测量断裂区域半径长度;2)脆性断裂阶段断裂区域半径与压入深度的关系横向裂纹长度cr与压入载荷F的关系为:cr=(ζLM)1/2(cotα)5/12E3/8Kc1/2H1/2F5/8---(1)]]>式中,ζL和M为无量纲常数,ζL=25×10‑3,当横向裂纹>径向裂纹时,M=3(1‑ν2)/4π,ν为材料泊松比;当横向裂纹≤径向裂纹时,M=3/4;α为压头半锥角;E、H和KC为材料弹性模量、硬度和断裂韧度;压入载荷F和压入深度h关系为:F=λ0h2 (2)式中,λ0为与压头几何形状相关的常数;将式(2)带入式(1)可得裂纹长度cr与压入深度h的关系:cr=K0h5/4 (3)式中,K0为与材料力学参数和压头几何形状有关的常数;将步骤1)所得划入断裂区域半径数据按式 ...
【技术特征摘要】
1.一种基于纳米划入仪的脆性材料塑性变形-断裂转变临界深度和临
界载荷的检测方法,其特征在于:所述检测方法包含以下步骤:
1)纳米划入断裂试验
根据加工工况设定划入速率、划入距离和最大划入载荷,选定压
头形状,以载荷线性增加的方式划入材料,得到弹性变形-塑性变形-
脆性断裂逐渐转变的划痕,并测量断裂区域半径长度;
2)脆性断裂阶段断裂区域半径与压入深度的关系
横向裂纹长度cr与压入载荷F的关系为:
c r = ( ζ L M ) 1 / 2 ( cot α ) 5 / 12 E 3 / 8 K c 1 / 2 H 1 / 2 F 5 / 8 - - - ( 1 ) ]]>式中,ζL和M为无量纲常数,ζL=25×10-3,当横向裂纹>径向裂
纹时,M=3(1-ν2)/4π,ν为材料泊松比;当横向裂纹≤径向裂纹时,
M=3/4;α为压头半锥角;E、H和KC为材料弹性模量、硬度和断裂
韧度;
压入载荷F和压入深度h关系为:
F=λ0h2(2)
式中,λ0为与压头几何形状相关的常数;
将式(2)带入式(1)可得裂纹长度cr与压入深度h的关系:
cr=K0h5/4(3)
式中,K0为与材料力学参数和压头几何形状有关的常数;
将步骤1)所得划入断裂区域半径数据按式(3)进行拟合并绘制相
应曲线;
3)塑性变形阶段塑性区域半径与压入深度关系
根据压入弹-塑性变形有限元分析结果有:
b = h tan α [ 3 ( 1 - 2 v ) 5 - 4 v + 2 ...
【专利技术属性】
技术研发人员:王华东,张泰华,蒋伟峰,彭光健,
申请(专利权)人:浙江工业大学,
类型:发明
国别省市:浙江;33
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