纳米压痕试验中压头尺寸效应的准连续介质法分析

作者：江五贵; 黎军顽; 苏建君; 汤井伦

来源：固体力学学报, 2007, (04): 375-379.

DOI：10.19636/j.cnki.cjsm42-1250/o3.2007.04.008

• 多尺度
• 准连续介质方法
• 纳米压痕
• 尺寸效应 multiscale
• quasicontinuum method
• nanoindentation
• size effect

采用准连续介质法模拟了单晶铝纳米压痕试验过程,分析了不同宽度的刚性矩形压头所引起的初始塑性变形特点,获得了载荷-压深、应变能-位移和硬度-压深曲线.从位错理论的角度分析了压头尺寸对纳米压痕测试结果的影响.研究发现:随着压头宽度的不断增大,压头下方位错形核所需要的载荷和压深程度增大,需要的应变能增加,应变能的变化速率递增,纳米硬度值减小,呈现出明显的尺寸效应.同时表明在一定的压入深度下,硬度与压头尺寸之间存在着一定的比例关系,不同尺寸压头获得的硬度值可以相互换算,但当矩形刚性压头宽度大于或等于120时这种尺寸效应消失.研究结果为纳米压痕实验过程中压头尺寸的选择提供了参考依据.

• 出版日期2007
• 单位南昌航空大学