基于Berkovich压入氮化硅断裂韧性实验验证虚拟裂纹闭合法的有效性

发布时间：2019-03-16 16:56

【摘要】：依据Berkovich压入实验获得的压痕裂纹参数和加卸载曲线,通过有限元数值分析方法计算出氮化硅的弹性模量和屈服强度,然后采用虚拟裂纹闭合法计算其裂纹尖端应力强度因子KI,最终获得满足等KI准则的断裂韧性参数。结果表明,不同载荷下计算结果与氮化硅断裂韧性标准值之间的误差范围在-6.58%到-3.74%之间,因此本文所建立的Berkovich压入断裂韧性模型测试结果相对准确可靠,验证了虚拟裂纹闭合法的有效性,同时该方法可以为陶瓷材料的质量评价及工艺参数优化提供一定的技术手段和方法。
[Abstract]:According to the indentation crack parameters and loading and unloading curves obtained by Berkovich indentation experiment, the elastic modulus and yield strength of silicon nitride are calculated by finite element numerical analysis method. Then the stress intensity factor KI, at crack tip of silicon nitride is calculated by virtual crack closure method. Finally, the fracture toughness parameters satisfying the equal KI criterion are obtained. The results show that the errors between the calculated results under different loads and the standard values of silicon nitride fracture toughness range from-6.58% to-3.74%. Therefore, the test results of the Berkovich indentation fracture toughness model established in this paper are relatively accurate and reliable. The validity of the virtual crack closure method is verified. At the same time, this method can provide some technical means and methods for the quality evaluation of ceramic materials and the optimization of process parameters.
【作者单位】： 装甲兵工程学院;
【分类号】：TQ174.1

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本文编号：2441778