KDP晶體壓痕試驗(yàn)及有限元仿真.pdf_第1頁(yè)
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1、KDP(Potassium Dihydrogen Phosphate)晶體作為一種優(yōu)異的非線性光學(xué)晶體,被廣泛應(yīng)用于激光和非線性光學(xué)領(lǐng)域,而KDP晶體屬于難加工的軟脆材料,它的加工一直是限制激光核聚變裝置發(fā)展的瓶頸技術(shù)之一。KDP晶體在物理與機(jī)械性能方面表現(xiàn)極強(qiáng)的各向異性,這給KDP晶體的加工帶來(lái)了很大難度。因此研究KDP晶體的力學(xué)特性以及各向異性的規(guī)律對(duì)其超精密切削具有重要的意義。
  首先利用原位納米壓痕儀對(duì)KDP晶體進(jìn)行了多

2、組納米壓痕試驗(yàn),得到了KDP晶體在不同晶面、不同晶向的彈性模量、硬度,試驗(yàn)表明在不同晶面、不同晶向上KDP晶體材料力學(xué)特性表現(xiàn)出了各向異性;在ABAQUS有限元軟件中,利用試驗(yàn)得到的材料參數(shù),建立納米壓痕試驗(yàn)三維有限元仿真模型,得到納米壓痕試驗(yàn)的整個(gè)加載和卸載過(guò)程的應(yīng)力變化,計(jì)算出載荷和位移的關(guān)系,將仿真得到的壓力-壓深曲線與壓痕試驗(yàn)得到的壓力-壓深曲線進(jìn)行不斷擬合,得到KDP晶體的在不同晶面、不同晶向的屈服應(yīng)力和應(yīng)力-應(yīng)變曲線。

3、>  其次在KDP晶體不同晶向上進(jìn)行維氏壓痕試驗(yàn),研究KDP晶體維氏硬度隨晶向的變化規(guī)律,通過(guò)對(duì)裂紋長(zhǎng)度的測(cè)量,計(jì)算出KDP晶體在不同晶面、不同晶向下的斷裂韌性,以及中央裂紋出現(xiàn)時(shí)的臨界壓力載荷。通過(guò)理論計(jì)算得到了KDP晶體在不同晶向上臨界切削厚度的變化規(guī)律。通過(guò)分析硬度、斷裂韌性、臨界切削厚度隨晶向變化規(guī)律,找到不同晶面的最佳切削晶向。90°晶向?yàn)?001)晶面的最佳切削晶向,45°晶向?yàn)棰蝾惷娴淖罴亚邢骶颉?br>  最后建立了維

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