不同频率加载条件下蓝宝石压痕表面裂纹产生及扩展机理研究

发布时间：2021-03-12 23:03

　　蓝宝石作为一种先进的功能材料,具有优异的物理性能及化学稳定性,被广泛应用于航空航天、光学和医疗等多个领域。然而,蓝宝石无论是在加工过程中还是在其零件的服役期间,都可能受到不同条件下的载荷作用而发生断裂。蓝宝石的断裂过程可分为裂纹形核、裂纹稳定扩展和裂纹失稳扩展三个阶段。因此,研究在不同加载环境下蓝宝石的裂纹产生与裂纹扩展,对指导蓝宝石加工工艺参数的优化、改善蓝宝石零件在不同场合下的工作性能具有重要参考意义。本文对A面、C面、M面和R面蓝宝石分别进行了准静态加载、低频（20Hz）循环冲击加载、中频（200 Hz）循环冲击加载和高频（20000 Hz）循环冲击加载试验,通过压痕力学模型的建立、力信号的分析和压痕形貌的观察对不同晶面蓝宝石压痕表面的裂纹产生与裂纹扩展进行研究。首先,基于球形压头与蓝宝石试样的接触模型,建立了球形压痕过程的力学模型用来预测四种晶面蓝宝石分别产生径向裂纹时的临界载荷。通过准静态加载试验的结果验证了力学模型的准确性。其次,对四种晶面蓝宝石进行了低频和中频循环冲击加载试验,与准静态加载试验结果对比,发现各晶面蓝宝石产生径向裂纹时的临界载荷大小受加载频率的影响。就M面蓝... 

【文章来源】：华侨大学福建省

【文章页数】：90 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

蓝宝石的应用

蓝宝石晶体结构

蓝宝石在循环冲击下的断裂过程

【参考文献】：
期刊论文
[1]蓝宝石不同晶面轴向超声振动辅助磨削特性研究[J]. 胡中伟,邵铭剑,方从富,于怡青,徐西鹏.  中国机械工程. 2017(11)
[2]蓝宝石不同晶面磨削特性比较[J]. 胡中伟,邵铭剑,郭建民,黄身桂,徐西鹏.  光学精密工程. 2017(05)
[3]蓝宝石材料的性能和应用研究[J]. 周林,杨鹏.  硅谷. 2014(21)
[4]冲击压缩载荷下蓝宝石的动态力学性能试验方法(下)[J]. 刘清风,刘同祥,姜峰.  超硬材料工程. 2014(04)
[5]冲击压缩载荷下蓝宝石的动态力学性能试验方法(上)[J]. 刘清风,刘同祥,姜峰.  超硬材料工程. 2014(03)
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[7]玻璃陶瓷疲劳断裂的宏观规律研究[J]. 周俊琪,王灵卉.  材料科学与工艺. 1998(01)

硕士论文
[1]超声辅助端面磨削磨盘的制备及应用研究[D]. 邵铭剑.华侨大学 2018



本文编号：3079139