作者編著此書，擬向廣大讀者介紹先進的納米壓痕技術測量殘余應力的基本知識，期望讓更多領域的專家與工程技術人員在機械設計、加工制造、維修與再制造中，了解這種測量技術的特點和效果，能合理地進行選用和運用，以求更好地指導生產(chǎn)實踐，獲得最大的社會與經(jīng)濟效益。本書共分五章，簡單介紹了殘余應力的形成機理及其對表面性能的影響，系統(tǒng)歸納了傳統(tǒng)的殘余應力測量技術的原理及缺陷。本書重點介紹了先進的納米壓痕測量技術，深入闡述了不同計算模型的測量原理、適用范圍及缺陷，并系統(tǒng)總結(jié)了不同模型在殘余應力測量中的實際應用。所取材料主要是來自作者近年來的最新研究成果以及該領域同行學者的重要研究內(nèi)容。
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目錄
前言
第1章 材料中的殘余應力1
1.1殘余應力的定義及其分類1
1.2殘余應力的形成機理2
1.2.1宏觀殘余應力的形成機理2
1.2.2微觀殘余應力的形成機理2
1.3殘余應力對材料性能的影響3
1.3.1殘余應力對疲勞強度的影響3
1.3.2殘余應力對脆性破壞的影響4
1.3.3殘余應力對腐蝕開裂的影響5
1.3.4殘余應力對加工精度和尺寸穩(wěn)定性的影響6
1.4殘余應力的檢測方法7
1.4.1無損檢測法7
1.4.2有損檢測法12
參考文獻17
第2章 納米壓痕檢測原理及方法20
2.1納米壓痕技術概述20
2.2納米壓痕法的接觸力學基礎20
2.2.1彈性接觸20
2.2.2彈塑性接觸24
2.3硬度和彈性模量的測試原理26
2.3.1Oliver&Pharr法26
2.3.2壓痕功法28
2.3.3連續(xù)剛度法30
2.4納米壓痕實驗方法31
2.4.1壓針類型31
2.4.2納米壓痕儀34
2.5納米壓痕檢測結(jié)果的影響因素40
參考文獻41
第3章 納米壓痕法檢測殘余應力的理論模型43
3.1納米壓痕法檢測殘余應力的原理43
3.2殘余應力對納米壓痕響應的影響43
3.2.1殘余應力對載荷位移曲線的影響45
3.2.2殘余應力對壓痕凸起變形的影響47
3.2.3殘余應力對接觸面積的影響57
3.2.4殘余應力對力學性能的影響58
3.3殘余應力計算模型59
3.3.1Suresh模型60
3.3.2Lee模型63
3.3.3Xu模型66
3.3.4Swadener模型67
3.4壓痕斷裂法69
參考文獻70
第4章 Suresh模型和Lee模型在檢測殘余應力中的應用72
4.1塊體材料的殘余應力研究72
4.1.1單晶銅的殘余應力研究72
4.1.245鋼的殘余應力研究81
4.1.3噴丸鋁鋰合金板的殘余應力研究96
4.2涂層的殘余應力研究99
4.2.1鐵基激光熔覆層的殘余應力研究99
4.2.2等離子噴涂鐵基合金涂層的殘余應力研究112
4.2.3微弧等離子熔覆層的殘余應力研究125
4.2.4復合電刷鍍nAl2O3/Ni涂層的殘余應力研究134
4.3薄膜的殘余應力研究140
4.3.1磁控濺射Cu膜的殘余應力研究140
4.3.2磁控濺射Ti膜的殘余應力研究148
4.3.3磁控濺射TiN膜及Ti/TiN多層膜的殘余應力研究168
參考文獻180
第5章 其他模型在檢測殘余應力中的應用182
5.1Xu模型的應用182
5.2Swadener模型的應用184
5.2.1SiC顆粒增強Al基復合材料的殘余應力研究184
5.2.2Cu膜和Cr膜的殘余應力研究186
5.3壓痕斷裂法的應用190
5.3.1三層氧化鋁復合材料的殘余應力研究190
5.3.2鈉鈣玻璃的殘余應力研究192
5.3.3二硅酸鋰微晶玻璃的殘余應力研究194
參考文獻196
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