国家自然科学基金(10672185)
- 作品数：18 被引量：30H指数：3
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- S45C钢仪器化压入有限元仿真与实验验证
- 2012年
- 对基于四棱锥Vickers压头的S45C钢仪器化压入进行了有限元数值仿真,并从载荷-位移曲线和弹性模量识别结果两个方面对S45C钢仪器化压入有限元仿真结果和仪器化压入实验结果进行了比较。结果表明,S45C钢仪器化压入有限元仿真结果与仪器化压入实验结果能够较好吻合。S45C钢弹性模量仿真识别结果和实验识别结果与标准单轴拉伸实验结果之差分别为2.28%和4.21%。
- 李若亭马德军
- 关键词：有限元仿真弹性模量
- 柔度标定误差对仪器化压入测试结果的影响被引量：1
- 2011年
- 针对两种仪器化压入仪和两种代表性压入测试方法:Oliver-Pharr方法和Ma方法,通过有限元数值模拟分析了仪器柔度标定误差对2种仪器和两种方法测试精度的影响。结果表明仪器柔度的标定精度直接影响压入测试结果的准确度,仪器柔度越小,测试精度越高;就测试方法而言,Ma方法具有比Oliver-Pharr方法更高的精度和更低的仪器柔度敏感性;对同一材料,压入深度越大,由仪器柔度标定误差引入的压入测试结果误差越大;当材料较硬且压入深度较大时仪器柔度的标定尤为重要,小量的标定误差导致测试结果严重偏离真值,甚至为负值。
- 宋仲康马德军郭俊宏陈伟
- 关键词：柔度弹性模量
- 摩擦系数对仪器化压入测试结果影响的有限元分析被引量：1
- 2012年
- 针对材料弹性模量仪器化压入识别的两种代表性方法——Ma方法和Oliver-Pharr方法,应用有限元数值模拟,分析了金刚石压头与具有典型加工硬化特性的金属类被测材料之间接触面摩擦系数对弹性模量识别精度的影响,分析结果表明:摩擦系数介于0～0.2范围时,采用两种方法,弹性模量识别精度对摩擦系数的变化较敏感;摩擦系数大于0.2之后,两种方法对摩擦系数变化的敏感性降低,弹性模量的识别精度趋于稳定。对两种方法的测试精度进行比较可以看出,Ma方法测试结果的精度和相对于摩擦系数变化的稳定性均好于Oliver-Pharr方法,仪器化压入实验应使用Ma方法识别材料的弹性模量。两种铝合金材料的实验数据表明,将摩擦系数对测试结果的影响进行修正,可有效提高Oliver-Pharr方法弹性模量的识别精度。
- 郭俊宏马德军陈伟宋仲康
- 关键词：弹性模量
- 仪器化压入仪机架受力变形及模态的有限元分析被引量：1
- 2013年
- 利用ABAQUS分析软件,对高精度仪器化压入仪机架受力变形情况及模态进行了有限元分析。得到了机架受力时倾斜角度的变化规律以及机架的固有频率和振型。分析结果表明:机架倾斜造成的载荷测量值与真实压入载荷之间的百分比误差处于10-8量级,机架倾斜对压入载荷的测试精度基本不构成影响。机架前六阶的固有频率均处于低频范围,因此,测试时高精度仪器化压入仪的加/卸载过程应控制在准静态状态,且高精度仪器化压入仪应配备具有较好低频振动隔离特性的隔振台。研究为高精度仪器化压入仪机架的设计和改进提供了依据。
- 郭俊宏马德军陈伟宋仲康
- 关键词：机架受力变形模态分析
- 基于仪器化压入硬度和功测试材料杨氏模量的方法
- 2010年
- 应用量纲定理和有限元方法对仪器化压入响应进行了分析。结果表明:在仪器化压入硬度HO&P(即Oliver-Pharr压入硬度)和联合杨氏模量Ec的比值与卸载功We和压入总功Wt的比值间存在近似的函数关系,即HO&P/Ec=Γ(We/Wt),其中联合杨氏模量被定义为Ec=1/[(1-2ν)/E+1.32(1-i2ν)/Ei],且Ei,E和iν,ν分别为金刚石压头和被压材料的杨氏模量及泊松比。基于上述关系提出了由仪器化压入硬度和压入比功确定材料杨氏模量的新方法,同时分析了该方法的理论误差。通过试验表明该方法较传统Oliver-Pharr方法具有较高的测试精度。
- 马德军
- 关键词：杨氏模量有限元法
- 高精度仪器化压入仪设计与应用被引量：3
- 2012年
- 研制了一款试样参照型高精度仪器化压入仪。该仪器采用3个探头式电容位移传感器与深度测量随动盘相结合的压入深度测量方式,排除了试样小角度倾斜、机架变形以及试样支撑或夹持变形对压入深度测量的影响,从原理上保证了仪器化压入测试中最关键的基础数据即金刚石压头压入试样深度的测量准确性。压入仪的驱动装置与载荷传感器采用分离式设计方案,避免了载荷测量的热漂移问题,保证了载荷基础数据的测试精度。仪器采用自主研发的系列材料力学性能测试新原理和新方法,解决了目前国际上商用仪器化压入仪采用传统测试原理及方法所带来的力学性能参数测试精度不高的问题。利用所设计的"高精度仪器化压入仪",对6061铝合金和S45C碳钢2种材料进行了杨氏模量的仪器化压入测试,验证了所设计仪器的测试精度。
- 马德军郭俊宏陈伟宋仲康
- 关键词：杨氏模量
- 仪器柔度标定误差对杨氏模量压入识别的影响
- 2011年
- 针对材料杨氏模量仪器化压入识别的2种代表性方法——Oliver-Pharr方法和Ma方法,通过有限元数值模拟分析了仪器柔度标定误差对杨氏模量识别精度的影响。结果表明：仪器柔度及压入载荷越大,由标定误差导致的杨氏模量识别误差越大;当材料较软且压入深度较大时,仪器柔度的标定误差甚至可能导致材料杨氏模量的识别结果为负值;通过比较证明,Ma方法比Oliver-Pharr方法具有较低的仪器柔度敏感性和较高的测试精度。
- 马德军陈伟宋仲康郭俊宏
- 关键词：柔度杨氏模量
- 材料弹性模量的仪器化压入测试方法被引量：16
- 2010年
- 应用量纲定理和有限元方法对仪器化压入响应进行分析,同时引入联合弹性模量(Ec)来精确表示压头与被压材料的综合弹性效应。结果表明:名义硬度Hn和联合弹性模量Ec的比值与卸载功We和压入总功Wt的比值间存在近似的函数关系。基于上述关系,提出由名义硬度和压入比功确定材料弹性模量的新方法,同时分析该方法的理论误差,验证结果表明该方法较传统Oliver-Pharr方法具有更高的测试精度。
- 马德军
- 关键词：弹性模量有限元方法
- FEA on Modal of Instrumented Indentation Equipment Frame
- Based on product simulation software, FEA method is used to identify the structural modal of instrumented inde...
- Jun-hong GUOZhong-kang SONGWei CHEN
- 关键词：FRAME
- 仪器化压入仪深度测量随动盘模态分析
- 2012年
- 建立了高精度仪器化压入仪深度测量随动盘的三维实体模型,并利用有限元分析软件ABAQUS计算了该模型的固有频率和振型。结果表明：深度测量随动盘第（1~6）阶的固有频率均处于低频范围（小于20Hz）,这就要求高精度仪器化压入仪的驱动部件应选用具有平滑线性力/行程控制特性的音圈电机,将压入测试时的加/卸载过程控制在准静态状态。此外,高精度仪器化压入仪应配备具有较好低频振动隔离特性的隔振台。分析对高精度仪器化压入仪的设计和改进以及工作环境的选择有一定指导意义。
- 郭俊宏马德军陈伟宋仲康
- 关键词：模态分析
