基于能量法的壓痕硬度和殘余應(yīng)力測試原理、方法和實驗研究.pdf

1、核主泵是核電裝備的核心部件,表面硬化和殘余應(yīng)力是影響泵殼表面完整性的重要因素。因此,探索和發(fā)展壓痕硬度與殘余應(yīng)力的壓痕檢測技術(shù)和方法,具有實際意義和學術(shù)價值。
　　本文主要通過對壓痕過程進行理論分析、有限元仿真和實驗相結(jié)合,分析材料特性、壓痕參數(shù)和殘余應(yīng)力對壓痕響應(yīng)的影響,研究基于能量法的壓痕硬度和殘余應(yīng)力的測試原理和方法。
　　基于Hertz接觸理論和von Mises屈服準則,依據(jù)有限元仿真,建立了接觸力與接觸半徑和接觸

2、深度間的半解析模型。根據(jù)球冠理論,推導了應(yīng)力、應(yīng)變和靜水壓力的解析公式。
　　系統(tǒng)分析了材料特性、壓痕參數(shù)和殘余應(yīng)力對材料堆積/沉陷的影響,建立了等效應(yīng)變與材料堆積/沉陷的擬合函數(shù)關(guān)系。
　　通過對球形接觸過程的量綱分析和有限元仿真,建立了壓痕硬度、壓痕功與材料性能和壓痕參數(shù)之間的關(guān)系,提出了基于能量法的壓痕硬度測量方法,并進行了實驗驗證。
　　通過對載荷—位移曲線的分析,實現(xiàn)了殘余應(yīng)力功的分離,根據(jù) Hertz接觸理

3、論,建立起壓痕功與殘余應(yīng)力之間的解析模型。根據(jù)殘余應(yīng)力對壓痕功與等效應(yīng)變之間關(guān)系,提出了基于等效應(yīng)變的殘余應(yīng)力的能量測量方法,并給出了求解算方法。
　　通過在改造后的慢應(yīng)變試驗機上對對典型材料的壓痕實驗對比,驗證了所提方法的有效性,其精度可以滿足工程應(yīng)用的需要。
　　本文以接觸力學和彈塑性力學為理論基礎(chǔ),通過理論分析、有限元仿真,對壓痕接觸過程的壓痕響應(yīng)進行分析,建立基于能量法的壓痕響應(yīng)與硬度和殘余應(yīng)力之間的約束求解模型。根