当前位置:主页 > 科技论文 > 材料论文 >

基于SHPB的动态纳米压痕实验设计

发布时间:2018-05-20 08:43

  本文选题:动态 + 霍普金森压杆 ; 参考:《河北大学》2017年硕士论文


【摘要】:新材料、新工艺的研究与运用是促进科技发展的重要因素,纳米科学与技术的迅速发展,促使纳米级材料在信息电子、生物工程、医学、航天航空、国防等高新范畴得到了广泛的应用,为获得材料更好的性能,人们对材料性能的研究逐渐从宏观层面发展到微观层面,测试精度从毫米级别发展到微纳米级别。纳米压痕技术作为一种新测量材料特性的方法,被广泛应用于研究微米和纳米级材料的力学属性。现实应用中,工程材料所处的环境通常包含有高速撞击、爆炸、切削、高温和高应变率等特殊情况,这类载荷作用时间一般较短、冲击强度高,此时以往的压痕测试手段已经不实用,所以,研制开发能够对材料动态微观力学行为进行精确测试的仪器设备显得十分重要。本文参考已有文献,基于霍普金森杆装置,结合纳米压痕试验原理,自行设计了一套动态纳米压痕试验装置,主要包含撞击杆、入射杆、动力装置、压头的设计。然后应用有限元软件对试验过程进行了数值模拟,撞击速度分别设定为20m/s、30m/s和40m/s。对无氧铜在试验过程中得出的应力云图、应变云图、荷载-压深、应力-应变等曲线进行了分析,研究了材料力学性能的变化规律;通过对试验过程进行模拟,验证了所设计试验装置的可行性;比较了无氧铜在不同撞击速度下的荷载-压深曲线和应力-应变曲线。
[Abstract]:The research and application of new materials and technologies is an important factor to promote the development of science and technology. The rapid development of nanoscience and technology promotes the development of nanoscale materials in the fields of information electronics, bioengineering, medicine, aerospace, High and new fields such as national defense have been widely used. In order to obtain better properties of materials, the research on material properties has gradually developed from macroscopic level to micro-level, and the precision of measurement has developed from millimeter level to micro-nanometer level. As a new method to measure the properties of materials, nano-indentation technology has been widely used to study the mechanical properties of micron and nano-scale materials. In practical applications, the environment in which engineering materials are located usually includes special cases such as high velocity impact, explosion, cutting, high temperature and high strain rate. At this time, the previous indentation testing method is not practical, so it is very important to develop the instrument and equipment which can accurately measure the dynamic micromechanical behavior of materials. In this paper, based on the Hopkinson bar device and the principle of nano-indentation test, a set of dynamic nano-indentation test device is designed, which mainly includes the design of impact rod, incident rod, power device and indenter. Then the finite element software is used to simulate the experimental process. The impact velocity is set to 20 m / s 30 m / s and 40 m / s respectively. The curves of stress cloud diagram, strain cloud diagram, load-compression depth, stress-strain curve obtained during the test are analyzed, and the variation law of mechanical properties of materials is studied. The feasibility of the designed test device is verified and the load-depth curves and stress-strain curves of oxygen-free copper under different impact velocities are compared.
【学位授予单位】:河北大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TB302.3

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 李言;孔祥健;郭伟超;杨明顺;;纳米压痕技术研究现状与发展趋势[J];机械科学与技术;2017年03期

2 靳巧玲;李国禄;王海斗;刘金娜;张建军;;纳米压痕技术在材料力学测试中的应用[J];表面技术;2015年12期

3 贾春楠;肖革胜;袁国政;李志刚;树学峰;;纳米压入法研究无铅焊料应变率敏感性[J];功能材料;2015年01期

4 梁浩哲;宋力;;基于SHPB的球形压痕实验方法[J];爆炸与冲击;2014年06期

5 曲绍兴;周昊飞;;新型纳米结构金属材料的力学性能及变形机制[J];力学进展;2014年00期

6 杨雪霞;树学峰;;微电子封装中无铅焊点力学性能的实验研究[J];材料导报;2014年20期

7 王斌;黄春跃;梁颖;李天明;吴松;;微尺度BGA焊点拉伸过程有限元仿真分析[J];电子元件与材料;2014年07期

8 秦飞;项敏;武伟;;纳米压痕法确定TSV-Cu的应力-应变关系[J];金属学报;2014年06期

9 杨淼森;孙凤莲;邹鹏飞;;低银SnAgCuBi-xNi/Cu焊点塑性及蠕变性能[J];焊接学报;2014年03期

10 王丽凤;刘阁旭;戴洪斌;;BGA焊点纳米压痕实验有限元模拟分析[J];电子工艺技术;2014年02期

相关博士学位论文 前3条

1 黄虎;压痕/划痕测试若干理论与基于自制仪器的试验研究[D];吉林大学;2014年

2 杨雪霞;电子封装中金属间化合物力学性能的研究及焊点可靠性分析[D];太原理工大学;2013年

3 刘美华;压痕硬度测试中的力学问题研究[D];天津大学;2007年

相关硕士学位论文 前10条

1 张永利;原位微纳米压痕测试装置设计分析与试验研究[D];吉林大学;2015年

2 罗君梅;小尺度下先进材料弹塑性性能纳米压痕表征分析[D];湘潭大学;2014年

3 项敏;基于纳米压痕和有限元仿真的TSV-Cu力学性能分析[D];北京工业大学;2014年

4 刘阁旭;BGA焊点在不同加载方式下的纳米力学行为研究[D];哈尔滨理工大学;2014年

5 耿春阳;变温环境下微纳米压痕测试平台设计分析与试验研究[D];吉林大学;2013年

6 米杰;原位纳米压痕/划痕测试装置的设计与试验研究[D];吉林大学;2013年

7 吕艳红;Zr基非晶合金纳米压痕变形行为及有限元模拟[D];湘潭大学;2013年

8 高雪玉;基于纳米压痕技术的碳纤维增强复合材料原位力学性能测试[D];北京工业大学;2012年

9 洪磊;基于纳米压痕技术与有限元法的粘弹性材料力学特性研究[D];安徽大学;2011年

10 刘亚龙;材料微纳米尺度压痕硬度检测的仿真研究[D];哈尔滨工业大学;2010年



本文编号:1913937

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/1913937.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户4d695***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com