[发明专利]基于纳米压痕技术的材料本构预模型建立方法有效
| 申请号： | 202111678484.1 | 申请日： | 2021-12-31 |
| 公开（公告）号： | CN114323951B | 公开（公告）日： | 2023-07-28 |
| 发明（设计）人： | 徐西鹏;林佳明;姜峰;吴跃勤;蔡永德;田子歌 | 申请（专利权）人： | 华侨大学 |
| 主分类号： | G01N3/08 | 分类号： | G01N3/08;G06F30/20 |
| 代理公司： | 厦门市首创君合专利事务所有限公司 35204 | 代理人： | 张松亭 |
| 地址： | 362000 福建省*** | 国省代码： | 福建;35 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 基于 纳米 压痕 技术 材料 模型 建立 方法 | ||
1.基于纳米压痕技术的材料本构预模型建立方法，其特征在于：包括：
(1)多次试验以获载荷-位移曲线及接触刚度-位移曲线数据，得多条压痕应力-压痕应变曲线的平均值；
(2)基于步骤(1)结果确定应力约束因子与应变约束因子，先自定义两个线性硬化材料本构模型，再采用两个材料本构模型进行仿真，得两个模型不同压入深度的载荷-位移曲线；然后利用压痕应力-压痕应变关系式得一个压痕应力-压痕应变组合；
(3)基于压痕应力-压痕应变组合求得最终应变强化因子和应力强化因子，从而确定应变约束因子及应力约束因子；
(4)基于应变约束因子及应力约束因子校正处理压痕应力-压痕应变曲线，确定材料本构模型；
该步骤(2)压痕应力-压痕应变关系式包括：
式中：hc为接触深度；ht为压入深度；σi为单轴应变；S为接触刚度；χ为形状因子；P为接触应力；a为接触半径；εi为单轴应力；
该步骤(3)的最终应变强化因子的计算式包括：
式中：ξ为应力约束因子；ζ为应变约束因子；
该步骤(3)的最终应力强化因子的计算式包括：
ξ(ε)＝3.624×105ε5-1.075×105ε4 (1.10)
式中：ε为应变。
2.根据权利要求1所述的基于纳米压痕技术的材料本构预模型建立方法，其特征在于：该步骤(2)的两个线性硬化材料本构模型分别为模型1和模型2，
该模型1的线性硬化系数为0，该模型2的线性硬化系数为15GPa，该模型1和模型2的弹性模量均为120GPa。
3.根据权利要求1所述的基于纳米压痕技术的材料本构预模型建立方法，其特征在于：该步骤(1)的多次试验，采用连续刚度模式进行多次试验，球形压头半径为4-6μm，下沉深度为900-1100nm。
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