基于納米壓痕試驗的316L不銹鋼表面鈦、TiN薄膜結合性能的有限元模擬

編號：NMJS04020

篇名：基于納米壓痕試驗的316L不銹鋼表面鈦、TiN薄膜結合性能的有限元模擬

作者：張星； 王鶴峰； 袁國政； 樹學峰；

關鍵詞：薄膜； 納米壓痕； 有限元； 應力-應變關系；

機構： 太原理工大學應用力學與生物醫(yī)學工程研究所；

摘要： 通過納米壓痕試驗測得316L不銹鋼基體、純鈦薄膜與TiN薄膜的彈性模量、硬度和壓痕過程載荷-位移曲線;采用ANSYS有限元分析軟件建立納米壓痕試驗的有限元模型,通過量綱分析方法推導出上述材料在納米尺度下的雙線性應力-應變關系,并計算得到相應載荷-位移曲線;利用有限元模型分析了兩種薄膜/基體間的結合性能。結果表明:納米壓痕試驗和有限元模擬得到的載荷-位移曲線吻合較好,利用模型定性判斷TiN薄膜與基體的結合性能優(yōu)于純鈦薄膜的,與劃痕試驗結果相符,驗證了此方法的可行性。