[发明专利]动态划痕弹性回复的预测方法

权利要求书

1.动态划痕弹性回复的预测方法，其特征在于：包括：

步骤1，建立单颗磨粒划擦过程的力学模型以及划擦区域的温度模型；

步骤2，通过迭代计算进行模型求解，得到划擦过程中热力耦合平衡状态下划痕区域材料的应力状态；及

步骤3，结合划痕弹性回复模型，建立单颗磨粒动态划擦弹性回复模型。

2.根据权利要求1所述的动态划痕弹性回复的预测方法，其特征在于：该步骤1，包括：

(1)选取工件材料单晶金刚石，建立单晶金刚石的动态划擦弹性回复模型；

(2)建立单晶金刚石工件应变率强化模型；在划痕和压痕有限元模型中工件材料属性采用线性硬化本构模型，单晶金刚石晶面的屈服强度表示为公式26，对相关数据进行拟合，得到单晶金刚石的应变率强化模型为公式27；

(3)建立单晶金刚石的温度软化模型；利用高温硬度计开展单晶硅高温压痕试验，对高温条件下单晶金刚石的硬度进行归一化并进行多项式拟合，得到公式28所示的单晶金刚石的温度软化模型；

Θ(T)＝0.993-5.522×10^-5T-1.884×10^-6T²+1.183×10^-9T³ (28)

(4)建立摩擦模型；采用高速划擦、摩擦试验平台开展高速摩擦试验；

(5)建立工件热物理属性模型；金刚石的比热容和热导率测试结果如图3所示，对比热容和热导率进行多项式拟合，结果如公式29和公式30所示

k_g(T)＝2566.150-13.365T+0.0384T²-5.072×10^-5T³+2.436×10^-8T⁴ (29)

C_g(T)＝0.398+0.0055T-5.487×10^-6T²+2.732×10^-9T³ (30)；

该力学模型包括上述动态划擦弹性回复模型、单晶金刚石工件应变率强化模型、单晶金刚石的温度软化模型、建立摩擦模型，该划擦区域的温度模型包括上述工件热物理属性模型。

3.根据权利要求1所述的动态划痕弹性回复的预测方法，其特征在于：该步骤3，包括：

(7)开展单颗磨粒高速划擦试验；

(8)对应残余深度、划痕深度及划擦力；

(9)对高速划擦划痕弹性回复结果进行分析；采用公式31对划痕的弹性回复比率进行分析；