【摘 要】
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使用球形压头的纳米压痕实验和有限元数值模拟研究金属玻璃材料的塑性变形行为发现，发现材料在压头周围形成隆起的pile-up现象。Pile-up的产生使材料和压头间的接触深度大于最
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使用球形压头的纳米压痕实验和有限元数值模拟研究金属玻璃材料的塑性变形行为发现，发现材料在压头周围形成隆起的pile-up现象。Pile-up的产生使材料和压头间的接触深度大于最大压入深度，从而给使用传统的Oliver-Pharr方法研究材料硬度等力学性能带来困难。然而，隆起的pile-up部分在加载过程中承担部分载荷，忽略pile-up将会给计算材料硬度、杨氏模量以及应力-应变关系等力学参数带来较大偏差。本文围绕解决金属玻璃材料的pile-up问题，开展了实验研究、理论分析和数值模拟工作。
提出了一种可同时考虑材料压力敏感性和应变硬化效应的新孔洞模型。利用该模型结合硬化指数迭代方法研究了Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10Be22.5块体金属玻璃材料pile-up下的塑性变形行为。结果表明，新模型计算得到的材料硬度H/σy以及pile-up高度与通过原子力显微镜所测得的真实结果吻合的很好;相应的代表性应力-代表性应变关系与单轴压缩实验的结果相一致。
使用有限元方法模拟金属玻璃材料的球头压痕实验，通过分析材料不同压入深度的弹、塑性变形，提出了一种计算pile-up下材料真实接触半径的新模型。使用该模型计算Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10Be22.5金属玻璃材料不同压入深度pile-up下的接触半径和硬度，获得与数值模拟下的真实值一致的结果。
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