材料样品表面粗糙度对纳米压痕测试结果的影响研究

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材料样品表面粗糙度对纳米压痕测试结果的影响研究

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毕业论文范文题目：材料样品表面粗糙度对纳米压痕测试结果的影响研究，论文范文关键词：材料样品表面粗糙度对纳米压痕测试结果的影响研究
材料样品表面粗糙度对纳米压痕测试结果的影响研究毕业论文范文介绍开始：
【论文摘要】：精密与超精密加工技术是现代科学制造技术发展的一个重要趋势，各类微纳结构的精密器件在电子信息、精密光学、生物医学、航空航天、国防等领域中得到了越来越广泛的应用，而材料又是制造这些精密器件、结构的物质基础。各类材料以及由其构成的制品在使用过程中受到外界载荷的作用，导致其变形、损伤、失效、破坏，为了保证微小零部件在使用过程中的稳定性、可靠性和耐久性，通过微纳米尺度下的检测技术来研究材料的力学特性显得尤为重要，它直接关系到微（略..）纳米技术的进一步的研究和发展。纳米压痕测试技术是近年来工程技术关注的前沿技术，可以在纳米尺度下测量出材料的硬度、弹性模量、断裂韧性等力学性能参数。尽管纳米压痕技术在测试方法、测试原理、校准等方面有了长足的进步和发展，但被测试件表面粗糙度等因素会直接影响测试结果的准确性和可信性。本文则通过实验和有限元仿真，分析和研究了样品表面粗糙度对纳米压痕测试结果的影响。本文首先介绍了纳米压痕测试技术的基础理论及方法，对纳米压痕测试（略..）中所涉及的基本力学原理进行了剖析研究。并通过纳米压痕试验对不同表面粗糙度的导电玻璃测得的硬度、弹性模量及深度－载荷曲线图进行了研究分析。证实了样品表面粗糙度在纳米压痕测试中有着不可忽视的影响，样品表面粗糙度会降低测试结果的准确性，样品表面越粗糙，硬度和弹性模量的测试数据就越分散。其次，通过有限元仿真软件ABAQUS对理想平面的铝（塑性材料）和熔融硅（弹塑性材料）进行了仿真分析，得出了应力分布等效图、深度－载荷曲线，分（文章此处忽略..）析了对两种材料压痕仿真结果的差异。用铝的仿真结果与实验结果进行了对比，深度－载荷曲线显现出较好的重合性，验证了有限元仿真的合理性。最后，采用模型轮廓最大高度Rz作为评定样品表面粗糙度的参数，并引入了轮廓的高峰与低谷之间的水平距离为D，低谷的中垂线与相邻凸面切线之间的夹角，通过在一定范围内变化Rz与D的值，构造具有一定表面粗糙度的样品三维模型，及相同表面粗糙度不同材料的样品模型，进行仿真分析。结果表明：接触零点为粗糙表（略..）面最高峰时，最大载荷和硬度测试结果偏小，对于Rz=50nm的粗糙样品，压入深度为45nm左右，载荷的测试结果的偏差最大，随后，压入深度越大，载荷的测试结果的偏差逐渐减小。接触零点为粗糙表面低谷时，最大载荷的测试结果偏大。压头压向低谷，压头棱边与突起接触为接触零点时，最大载荷测试结果的偏差比接触零点为高峰和低谷的偏差小。粗糙度相同的样品，压入相同深度时，材料为熔融硅样品的测试结果的偏差比材料为铝的测试结果的偏差要小。

以上为本篇毕业论文范文材料样品表面粗糙度对纳米压痕测试结果的影响研究的介绍部分。

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