摘要:
实验表明,使用伯克维奇三角锥形压头获得的纳米压痕卸载曲线通常可以用幂律关系 P = α(h - hf)m 很好地描述,其中 hf 是完全卸载后的最终深度,α 和 m 是材料常数。然而,幂律指数并不像锥形压头(m = 2)或扁圆冲头(m = 1)的弹性接触那样固定为一个整数值,而是在 m = 1.2-1.6 的范围内因材料而异。根据对刚性锥体压入弹塑性材料的有限元模拟观察,建立了一个简单的模型,为这种行为提供了物理解释。该模型基于一个具有 "有效形状 "的压头的概念,其几何形状由压入过程中形成的塑性硬度印痕的形状决定。通过该模型,可以将幂律关系中的材料常数与弹性模量和硬度等更基本的材料特性联系起来。本文提出了一些简单的论点,根据这些论点,可以从压头下的压力分布推导出有效压头形状。