薄膜厚度对其纳米压痕行为影响的有限元分析

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本文依据纳米压痕实验原理,以纳米薄膜材料的力学性能为出发点,以其弹性模量和硬度为主要研究对象,借助有限元软件,深入研究了纳米薄膜材料的力学性能(弹性模量和硬度)与其厚度尺寸之间的关系。 简单介绍了纳米压痕技术的测试原理,并在此基础上对该种实验方法进行了分析和评价。借助这一原理,本文对薄膜的纳米压痕行为进行了有限元模拟。薄膜材料尺寸的特殊性要求必须对其进行无量纲转化,这一点至关重要。 通过模拟不同厚度薄膜的纳米压痕行为,以及对计算结果的分析,得到相关结论本文还对模拟过程中施加在薄膜上的载荷与压痕深度之间的关系进行了验证,得到与理论十分相符的结论;并对比分析了二维与三维模型对有限元模拟结果的影响。
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