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試驗機(ji)簡介：

本試驗機為納米壓痕試驗機，廣泛應用于對材料的力學行程分析研究，適合學院，研究所，高等院校，以及項目評估等。基于材料試驗機原(yuan)理(li)，但硬件配置(zhi)均為進口，軟件功(gong)(gong)能(neng)復雜，數據分析(xi)處理(li)功(gong)(gong)能(neng)強。相比(bi)國外(wai)進口的而言，此款(kuan)試驗機(ji)有價(jia)格(ge)。相比(bi)設備而言，功(gong)(gong)能(neng)強大(da)，精度高。主要客戶為工程研究所、高等院(yuan)校(xiao)等。若需要具體配置(zhi)以及技術參數可以咨詢我(wo)司。

一、納米壓痕試驗機主要技術參數

1、大試驗負荷： 600N；

2、測力(li)精度等(deng)級(ji)(ji)：第三方計量0.5級(ji)(ji)，試驗(yan)機可(ke)以達(da)0.2級(ji)(ji)；

3、位移精度(du)：第三方計量0.5級(ji)，試驗機(ji)可以(yi)達0.2級(ji)；

4、位移分辨率：0.001毫(hao)米；

5、試驗大(da)行(xing)程：50mm；

6、測試頭要求：直(zhi)徑(jing)為(wei)0.7635 mm 的球(qiu)形壓頭，所用材(cai)料為(wei)碳(tan)化鎢(wu)硬質合金(jin)；

7、測試速度：1~100mm/min

8、產品尺寸：W*D*H 550*450*650mm(約)

二、納米壓痕試驗機軟件功能

1載荷-位移曲(qu)線

可以實現載(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)荷(he)(he)加(jia)(jia)載(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)-部(bu)分(fen)卸載(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)-加(jia)(jia)載(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)-部(bu)分(fen)卸載(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)……的(de)(de)循(xun)環(huan)，試驗時(shi)的(de)(de)起始預(yu)(yu)加(jia)(jia)載(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)載(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)荷(he)(he)設(she)定為(wei)(wei)53.378 N (即12.(Hbs ),壓(ya)(ya)(ya)頭(tou)(tou)壓(ya)(ya)(ya)入試樣(yang)(yang)測(ce)試表(biao)(biao)面(mian)前的(de)(de)行進(jin)速(su)率設(she)定為(wei)(wei)0.508 mm/s (即0.02 in/s)左(zuo)右,靠(kao)近試樣(yang)(yang)測(ce)試表(biao)(biao)面(mian)時(shi)降(jiang)低(di)到(dao)(dao)0.127 mm/s (即0.005 in/s)左(zuo)右,而當位移傳感器接觸(chu)到(dao)(dao)試樣(yang)(yang)基準面(mian)時(shi),壓(ya)(ya)(ya)頭(tou)(tou)行進(jin)速(su)率進(jin)一步降(jiang)低(di)到(dao)(dao)0.00533 mm/s (即0.00021 in/s)左(zuo)右,然后(hou)壓(ya)(ya)(ya)頭(tou)(tou)保持(chi)該(gai)速(su)率緩慢向下運動(dong),待到(dao)(dao)壓(ya)(ya)(ya)頭(tou)(tou)開始平穩接觸(chu)測(ce)試表(biao)(biao)面(mian)時(shi)則進(jin)入預(yu)(yu)加(jia)(jia)載(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)階(jie)段(duan)。當預(yu)(yu)加(jia)(jia)載(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)載(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)荷(he)(he)達到(dao)(dao)設(she)定值時(shi)即停止加(jia)(jia)載(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai),選擇“繼續(xu)試驗”后(hou)正式幵始自(zi)(zi)動(dong)球(qiu)壓(ya)(ya)(ya)痕試驗。設(she)置(zhi)自(zi)(zi)動(dong)球(qiu)壓(ya)(ya)(ya)痕試驗的(de)(de)大載(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)荷(he)(he)、載(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)荷(he)(he)加(jia)(jia)載(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)與(yu)卸載(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)的(de)(de)循(xun)環(huan)次(ci)數以及每次(ci)卸載(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)載(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)荷(he)(he)與(yu)當前載(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)荷(he)(he)值的(de)(de)百(bai)分(fen)百(bai)后(hou)自(zi)(zi)動(dong)開始試驗,加(jia)(jia)載(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)與(yu)卸載(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)速(su)率由系統(tong)自(zi)(zi)動(dong)控制(zhi),在完成后(hou)一次(ci)加(jia)(jia)載(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)后(hou),試驗機將(jiang)把載(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)荷(he)(he)完全卸除(chu)并將(jiang)橫(heng)梁及壓(ya)(ya)(ya)頭(tou)(tou)快速(su)回升到(dao)(dao)遠離(li)試樣(yang)(yang)測(ce)試表(biao)(biao)面(mian)的(de)(de)起始高度(du),單次(ci)自(zi)(zi)動(dong)球(qiu)壓(ya)(ya)(ya)痕試驗正式結束,如下圖藍(lan)色部(bu)分(fen)是8個循(xun)環(huan)：

2真應(ying)力-應(ying)變曲線

自動球(qiu)壓(ya)(ya)痕試驗獲(huo)得的(de)載荷-位(wei)移曲線如圖所示,圖中僅列(lie)出了3個加(jia)、卸載循環周(zhou)期。通過添加(jia)“部分卸載”環節,有助于確定(ding)每(mei)個加(jia)載循環點(dian)的(de)總壓(ya)(ya)痕深(shen)度以及殘余壓(ya)(ya)痕深(shen)度。

如圖，hp為(wei)(wei)殘余壓痕(hen)深(shen)度；ht為(wei)(wei)總壓痕(hen)深(shen)度；該軟件可以將每(mei)個(ge)循環的(de)卸載(zai)曲線(xian)延長并(bing)與橫坐(zuo)標相交，交點為(wei)(wei)（hp，0），每(mei)個(ge)循環都對(dui)應一(yi)個(ge)hp值(zhi)，記錄這(zhe)些hp值(zhi)；通過每(mei)個(ge)循環的(de)卸載(zai)點作垂線(xian)并(bing)與橫坐(zuo)標相交，交點為(wei)(wei)（ht，0），每(mei)個(ge)循環都對(dui)應一(yi)個(ge)ht值(zhi)，記錄這(zhe)些ht值(zhi)。

3屈服強度

3.1屈服強(qiang)度計算

其中dt為(wei)總壓(ya)痕直(zhi)徑；ht為(wei)總壓(ya)痕深(shen)度；D為(wei)壓(ya)頭直(zhi)徑。

試驗過程中每一個加載、卸載循環周期都能測量到球壓頭的總壓入深度ht,并可根據上式將其轉化為總的壓痕直徑dt。根據載荷-位移曲線，每個ht都對應一個載荷P,以dt/D為橫坐標，P/dt²（Mpa）為縱(zong)坐標繪制換算屈(qu)服強度曲線，如下圖所示(shi)：

記錄當dt/D=1時的P/dt²值，該值即為A（材料壓痕參數(shu)），同(tong)時，該軟件也(ye)能(neng)夠在同(tong)一張圖里將(jiang)多次試驗曲線疊加，如下(xia)圖所示：

在軟件中自行輸入相應β_m和B值就可以自動計算出屈服強度α_y。

3.2比較修正

因為上述β_m、B值是前人經驗所得，所以需要進行比較修正。要求：輸入一組材料實際屈服強度數值R，以及對應的A值，即可得到以A為橫坐標，以R為縱坐標的擬合曲線，通過該曲線可以得到新的β_m＇、B＇,記錄(lu)并報出這(zhe)兩(liang)個值。

4抗拉強度(du)

ε_p=ln（1+ε）

上式中，ε_p為真(zhen)應(ying)(ying)變，ε為工(gong)程應(ying)(ying)變，根據真(zhen)應(ying)(ying)力(li)-應(ying)(ying)變曲(qu)線的數據，將(jiang)其橫坐標改為工(gong)程應(ying)(ying)變ε，繪(hui)制真(zhen)應(ying)(ying)力(li)-工(gong)程應(ying)(ying)變曲(qu)線：

圖中橫坐標為工程應變,縱坐標為真應力,圖中藍色曲線即為真應力-工程應變曲線。從真應力-工程應變曲線上的工程應變值為-1.00處畫一條切線(圖中綠色直線),切點縱坐標即為真應力值,而切線與縱坐標軸相交的點即為工程限拉伸強度值α_u，記錄該α_u值。

同(tong)樣，要求能夠在同(tong)一張圖里將多次試驗曲線疊(die)加(jia)。

5斷(duan)裂韌度(du)

上式中，K_JC為斷裂韌度；E₂為(wei)材料彈性模量；s為(wei)載荷-位移曲線的斜率；D為(wei)壓頭直徑；h*為(wei)臨(lin)界下壓深(shen)度(du)。

上式中，E_D為有效彈性模量；ν和ν_i分別表示材料和壓頭的泊松比; E₁為(wei)壓(ya)頭的(de)彈性模量(liang); Ac為(wei)壓(ya)頭和試(shi)樣的(de)接觸的(de)投影面積(ji); L為(wei)壓(ya)痕試(shi)驗獲得的(de)載荷-深度曲(qu)線(xian)中每(mei)次(ci)卸載曲(qu)線(xian)的(de)卸載剛(gang)度，即卸載斜率。

根據載荷-位移曲線，將每個循環卸載時得到的ln( h_t) 和ln( E_D) 線性擬合就可以得到 h_t和E_D的關系。所以只要知道臨界的，就可(ke)得到臨界下(xia)壓深度h*。

f*為臨界孔洞率，根據上式則可算得臨界損傷變量M*和臨界彈性模量，從而根據擬合出來的ln( h_t)和ln( E_D)的線性關系式算出臨界下壓深度 h*，將其帶入式中即可求得斷裂韌度值 K_JC。

要求能夠將ln( h_t)和ln( E_D)線性擬合并繪制曲線，并且輸入f*值即得到值以及相應的h*值，并得到后的K_JC值。

同樣，要求(qiu)能夠(gou)在同一張圖里將多次(ci)試驗(yan)曲線疊加(jia)。

三、數(shu)據分析(xi)

自行(xing)輸入表頭(tou)并設置表格參數生成表格，可將上述記錄的數據直接引用或自行(xing)輸入，軟件可自行(xing)計算(suan)偏差值