二維壓痕脫層實(shí)驗中的壓痕應(yīng)力研究.pdf

1、本文對微楔形壓頭作用下的薄膜/基體脫層實(shí)驗進(jìn)行應(yīng)力分析，采用有限元法研究了不同楔形角、壓入深度、薄膜厚度、脫層尺寸、楊氏模量和屈服強(qiáng)度對壓痕應(yīng)力的影響。分析了壓頭作用和壓頭移除后的膜中應(yīng)力，這兩種應(yīng)力分別為加載壓痕應(yīng)力和卸載壓痕應(yīng)力。論文主要工作如下：
　　 1)對于薄膜為理想彈塑性材料，根據(jù)有限元計算結(jié)果，由壓痕應(yīng)力值隨壓入深度的變化曲線，擬合給出加載壓痕應(yīng)力和卸載壓痕應(yīng)力的解析解公式。研究發(fā)現(xiàn)，在壓痕應(yīng)力-壓入深度關(guān)系中存在

2、一個臨界壓入深度，當(dāng)壓入深度小于臨界壓入深度時，薄膜中的壓痕應(yīng)力是壓入深度的二次函數(shù)，但當(dāng)壓入深度大于這一臨界值時，壓痕應(yīng)力為一常數(shù)?；谛碌膲汉蹜?yīng)力公式，計算給出脫層界面裂紋的能量釋放率。
　　 2)在理想彈塑性模型的基礎(chǔ)上，考慮薄膜為雙線性應(yīng)力強(qiáng)化材料的情形，研究強(qiáng)化系數(shù)的影響，計算并擬合給出加載壓痕應(yīng)力隨各參數(shù)變化的半解析解公式。研究了含殘余應(yīng)力的影響。
　　 3)對于薄膜為理想彈塑性等厚雙層膜，在單層膜的基礎(chǔ)上，