微尺度多層膜力學(xué)響應(yīng)的有限元分析.pdf

1、該文主要通過對納米硬度實(shí)驗(yàn)的模擬,對多層膜在壓頭壓入情況下的應(yīng)力應(yīng)變響應(yīng)進(jìn)行了計(jì)算模擬,將三維的Vickers壓頭簡化成二維的夾角136°的楔形壓頭,簡化成了一個(gè)平面應(yīng)變問題,并假設(shè)壓頭是剛性的,而膜體材料和基體材料假設(shè)成是各向同性的理想彈塑性材料,并遵循Mises屈服條件,壓頭與膜層的接觸考慮摩擦.由于這是個(gè)物理非線性和邊界條件非線性的問題,所以采用了增量迭代計(jì)算方法.并在FEPG有限元自動(dòng)生成系統(tǒng)平臺上,自行編制了符合該文需要的計(jì)算

2、程序.最后利用該模型和程序進(jìn)行了以下計(jì)算研究:1、該文分析了膜層中軟膜的材料差異對膜層應(yīng)力的影響.2、該文分析了膜層厚度一定的情況下,軟硬膜厚度比對膜層應(yīng)力的影響.3、該文分析了多層膜層數(shù)對多層膜應(yīng)力場的影響,發(fā)現(xiàn)增大膜層的層數(shù)能夠很好的保護(hù)基底,降低膜層與基底界面上的應(yīng)力,減小膜層中的張應(yīng)力.4、利用該文所編制的計(jì)算程序,對納米硬度實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了計(jì)算模擬.最后依據(jù)上面的結(jié)果,提出梯度變化的多層膜能夠更好的改善膜層中的應(yīng)力場,并指出了多層膜