搜索热:失效分析 陶瓷
扫一扫 加微信
首页 > 期刊论文 > 论文摘要
残余应力对Oliver-Pharr方法测量弹性模量的影响
          
Influence of Residual Stress on Measurement of Elastic Modulus by Oliver-Pharr Method

摘    要
Oliver-Pharr方法是利用纳米压痕测量材料弹性模量最常用的方法。选用石英和铝合金两种材料,采用数值模拟法研究材料内部残余应力对Oliver-Pharr方法测量弹性模量的影响。结果表明:由于铝合金在压入过程容易产生pile-up突起现象,Oliver-Pharr方法测量铝合金材料的弹性模量在无残余应力状态下误差较大,当有残余压应力时误差高达41.3%;对于石英材料,Oliver-Pharr方法测量石英材料弹性模量在无残余应力时误差为0.9%,残余拉、压应力都会产生较大的误差。Oliver-Pharr方法在无残余应力时测量类似石英这种较硬材料的弹性模量具有更好的识别精度,而对铝合金这类较软的材料则不适用。在利用纳米压痕法测量材料弹性模量时应充分考虑残余应力的影响。
标    签 残余应力   有限元分析   Oliver-Pharr方法   弹性模量   纳米压痕法   residual stress   finite element analysis   Oliver-Pharr method   elastic modulus   nanoindentation method  
 
Abstract
It is common to use the Oliver-Pharr method to measure the elastic modulus of materials by nanoindentation. Numerical simulation methods were used to study the influence of the residual stress on the measurement of the elastic modulus when using the Oliver-Pharr method. Fused silica material and aluminum alloy material were selected in this study. The results show that due to the pile-up effect of aluminum alloy material during the indentation process, it had large error when measuring the elastic modulus of aluminum alloy material without the residual stress. Especially, the error caused by compressive residual stress was as high as 41. 3%. On the contrary, it had an error of 0. 9% when measuring the elastic modulus of the fused silica material without the residual stress. However, the stress state of tensile and compressive residual stress will both caused large error when using the Oliver-Pharr method. The Oliver-Pharr method had better recognition accuracy when measuring the elastic modulus of harder materials like fused silica when there was no residual stress, but it was no longer applicable to softer materials such as aluminum alloy. It was advised that the effect of residual stress should be fully considered when measuring elastic modulus of materials by the nanoindentation method.

中图分类号 TG115.5   DOI 10.11973/lhjy-wl202010001

 
  中国光学期刊网论文下载说明


所属栏目 试验与研究

基金项目 山西省应用基础研究项目(面上青年基金项目)(201701D221008);太原科技大学校博士启动项目(20172008)

收稿日期 2019/11/13

修改稿日期

网络出版日期

作者单位点击查看

备注常超(1986-),男,副教授,主要从事材料在微、纳米尺度下的力学性能研究,cc@tyust.edu.cn

引用该论文: CHANG Chao,GAO Liangliang,YE Qihua. Influence of Residual Stress on Measurement of Elastic Modulus by Oliver-Pharr Method[J]. Physical Testing and Chemical Analysis part A:Physical Testing, 2020, 56(10): 1~4
常超,高亮亮,叶启华. 残余应力对Oliver-Pharr方法测量弹性模量的影响[J]. 理化检验-物理分册, 2020, 56(10): 1~4


论文评价
共有人对该论文发表了看法,其中:
人认为该论文很差
人认为该论文较差
人认为该论文一般
人认为该论文较好
人认为该论文很好
分享论文
分享到新浪微博 分享到腾讯微博 分享到人人网 分享到 Google Reader 分享到百度搜藏分享到Twitter

参考文献
【1】张泰华,杨业敏,赵亚溥,等.MEMS材料力学性能的测试技术[J].力学进展,2002,32(4):545-562.
 
【2】刘燕,汤杰,苏成功,等.连续球压痕法测试钢管应变时效后拉伸强度的变化[J].理化检验(物理分册),2016,52(2):77-82.
 
【3】郝建群,周储伟,倪阳,等.铝合金冲击凹坑残余应力显微压痕测定方法[J].理化检验(物理分册),2019,55(4):226-231.
 
【4】任丽萍,吴益文,陈庆东,等.金属材料压痕微区力学性能试验[J].理化检验(物理分册),2018,54(2):108-110.
 
【5】得彬,王先锋.仪器化压痕技术测试拉伸性能的重复性和准确性[J].理化检验(物理分册),2017,53(7):491-495.
 
【6】OLIVER W C,PHARR G M. Measurement of hardness and elastic modulus by instrumented indentation:Advances in understanding and refinements to methodology[J].Journal of Materials Research. 2004,19(1):3-20.
 
相关信息
   标题 相关频次
 喷丸工艺对18Cr2Ni4WA钢残余应力影响的有限元模拟
 4
 高温氧化后Ti6Al4V合金渗氧层的微观结构和力学性能
 3
 拉应力对低碳钢带硬度和弹性模量的影响
 3
 纳米压痕法测试微纳米涂层的力学性能
 3
 16MnD5钢板焊接件热影响区开裂原因分析
 2
 16MnR钢板焊接对接接头残余应力磁记忆检测研究
 2
 16Mn钢弯管的开裂原因
 2
 17Cr2Ni2Mo钢的表面复合喷丸强化
 2
 18Cr2Ni4WA钢氮化和喷丸强化处理的残余应力及性能
 2
 1Cr18Ni9Ti不锈钢导管开裂原因分析
 2
 1Cr5Mo钢弯管开裂原因分析
 2
 2.25Cr-1Mo钢氢致裂纹扩展行为研究
 2
 2A14铝合金去应力热时效的作用
 2
 300M钢热损伤的巴克豪森检测
 2
 304不锈钢薄壁焊管表面残余拉应力的测定及消除
 2
 304不锈钢焊缝附近的点蚀损伤发展规律
 2
 304不锈钢焊管应力腐蚀开裂原因
 2
 30CrMnSiNi2A钢轮轴表面镀硬铬区域开裂的原因及控制措施
 2
 316L奥氏体不锈钢碱液储罐开裂原因
 2
 316L不锈钢板式换热器泄漏原因
 2
 316L不锈钢液控管线在稠油热采服役环境下的应力腐蚀行为
 2
 316不锈钢护栏腐蚀失效分析
 2
 42CrMoA钢的单次喷丸和复合喷丸强化
 2
 45Cr4NiMoV钢支承辊锻件表面感应淬火后的残余应力分布
 2
 5A06铝合金包铝层与基体X-ray残余应力检测中的衍射峰峰位差异分析
 2
 7050和7075铝合金板材的淬火残余应力
 2
 800 MPa超细晶粒钢焊接过程的有限元分析
 2
 A6061铝合金脉冲MIG焊T型接头应力场有限元模拟
 2
 AISI403钢电站汽轮机叶片喷丸残余应力分布
 2
 Cr4Mo4V钢制轴承套圈磨削变质层深度的测定
 2