無(wú)鉛焊料SAC405拉壓疲勞損傷的研究.pdf

1、鑒于鉛對(duì)人類生存環(huán)境和身體健康的危害，以及全球無(wú)鉛立法的規(guī)定，在電子產(chǎn)業(yè)中用無(wú)鉛焊料代替含鉛焊料已經(jīng)成為不可避免的趨勢(shì)。無(wú)鉛焊料的可靠性對(duì)于電子產(chǎn)品的質(zhì)量極其重要。因此，了解和掌握無(wú)鉛焊料的力學(xué)性能、本構(gòu)行為和失效機(jī)理，是確保焊料及其結(jié)構(gòu)高效使用的重要研究方向之一。
　　本文選取無(wú)鉛焊料SAC405作為研究對(duì)象，首先介紹了焊料的兩種本構(gòu)模型，即統(tǒng)一型Anand本構(gòu)模型和分離型本構(gòu)模型，包括模型的基本理論、參數(shù)確定方法和無(wú)鉛焊料SA

2、C405的兩種模型參數(shù)。然后在不同溫度、不同應(yīng)變幅和不同加載頻率的條件下，對(duì)無(wú)鉛焊料SAC405進(jìn)行拉壓低周疲勞實(shí)驗(yàn)，分析了焊料在拉壓循環(huán)載荷下疲勞失效的特性，探討了應(yīng)力峰值、應(yīng)力幅值、塑性應(yīng)變能密度等參量的變化規(guī)律。結(jié)果表明，無(wú)鉛焊料SAC405表現(xiàn)為明顯的循環(huán)軟化特性，其應(yīng)力峰值、應(yīng)力幅值、塑性應(yīng)變能密度等參量隨著循環(huán)周數(shù)的增加而下降，焊料的應(yīng)力幅值和塑性應(yīng)變能密度隨著加載頻率的降低而減小，隨著溫度的升高而減小，它們的下降速率隨著應(yīng)

3、變幅的增大而加快。
　　采用Manson-Coffin公式擬合無(wú)鉛焊料SAC405的疲勞壽命，確定了與溫度相關(guān)的疲勞參數(shù)。根據(jù)Lemaitre的損傷理論，采用各向同性損傷，分析了焊料疲勞損傷的特征及其演化規(guī)律，得出無(wú)鉛焊料SAC405的臨界損傷閾值和損傷參數(shù)。采用三種粘塑性本構(gòu)模型的數(shù)值模擬，即統(tǒng)一型Anand模型、等向強(qiáng)化分離模型和隨動(dòng)強(qiáng)化分離模型數(shù)值模擬了焊料循環(huán)載荷下的力學(xué)行為，最后使用隨動(dòng)強(qiáng)化分離本構(gòu)模型對(duì)無(wú)鉛焊料SAC4