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第1章 绪论1

参考文献4

第2章 平头压痕测试仪器开发6

2.1 平头压痕蠕变测试仪器开发6

2.1.1 试验测试原理及夹具设计6

2.1.2 试验机的适用性讨论6

2.2 平头压痕疲劳测试系统开发8

2.2.1 试验系统开发8

2.2.2 试验材料加工8

2.2.3 加载系统8

2.3 影响压痕测试的因素9

2.3.1 压头缺陷9

2.3.2 表面粗糙度14

2.3.3 残余应力23

参考文献27

第3章 平压头下材料弹塑性压痕响应29

3.1 平头压痕法测量单相材料的约化杨氏模量29

3.1.1 纯弹性压痕29

3.1.2 弹塑性压痕29

3.2 压痕法确定薄膜约化杨氏模量31

3.2.1 薄膜／基体系统在平压头下的应力分析31

3.2.2 软薄膜／硬基体下基体对压痕规律的影响36

3.2.3 压痕法测量薄膜约化杨氏模量41

3.2.4 影响薄膜约化杨氏模量测量值的因素45

参考文献48

第4章 平头压痕蠕变理论及应用49

4.1 单相材料系统50

4.1.1 压痕蠕变试验和单轴拉伸蠕变试验的等效研究50

4.1.2 平头压痕试验结合有限元方法确定材料的蠕变参数54

4.2 两相材料系统57

4.2.1 颗粒（P）／基体（M）系统57

4.2.2 薄膜（TF）／基体（S）系统63

4.3 压痕法确定纤维复合材料界面影响区的蠕变特性76

4.3.1 模型与假设77

4.3.2 计算结果与分析78

4.3.3 反演法确定界面影响区的特性80

参考文献82

第5章 平头压痕疲劳测试技术85

5.1 平头压痕疲劳测试原理86

5.1.1 弹性半无限大体压痕疲劳问题86

5.1.2 黏弹性半无限大体压痕疲劳问题88

5.2 等幅疲劳载荷下的平头压痕疲劳90

5.2.1 引言90

5.2.2 压痕疲劳试验结果92

5.3 疲劳过载作用下的平头压痕疲劳96

5.3.1 压痕疲劳过载试验96

5.3.2 压痕试验结果97

5.3.3 微观结构演化101

5.3.4 压痕功分析和讨论104

5.4 疲劳欠载作用下的压痕疲劳105

5.4.1 压痕疲劳欠载试验105

5.4.2 试验结果分析106

5.4.3 微观结构演化109

5.4.4 讨论111

5.5 压痕疲劳的有限元模拟113

5.5.1 本构模型113

5.5.2 有限元模拟113

5.5.3 有限元结果分析114

参考文献119

第6章 镍基单晶合金平头压痕试验研究123

6.1 平头压痕法确定镍基单晶合金蠕变参数123

6.1.1 应力应变关系123

6.1.2 蠕变本构方程124

6.1.3 晶体取向的影响125

6.1.4 压痕蠕变应力的影响126

6.1.5 压头下方蠕变应力特征126

6.1.6 晶体蠕变参数的影响128

6.1.7 确定晶体蠕变参数α和n129

6.2 镍基单晶合金压痕蠕变形貌研究133

6.2.1 压痕周围Mises应力特征134

6.2.2 压痕周围表面形貌特征135

6.2.3 表面应力特征139

6.2.4 晶体取向的影响143

6.2.5 时间与载荷的影响144

参考文献146

第7章 平头压痕技术在热障涂层材料性能测试方面的应用148

7.1 平头压痕技术测试热障涂层弹性参数149

7.1.1 模型149

7.1.2 数值结果分析150

7.1.3 平头压痕试验确定TBC涂层中E1和E2的方法152

7.2 平头压痕技术测试热障涂层蠕变参数153

7.2.1 理论基础153

7.2.2 模型描述154

7.2.3 有限元计算结果154

7.2.4 压痕蠕变实验确定粘结层蠕变参数的方法156

参考文献158

第8章 平头压痕方法确定材料损伤及蠕变剩余寿命研究160

8.1 平头压痕在剩余寿命预测方面的应用——有限元计算160

8.1.1 有限元模型160

8.1.2 有限元结果161

8.2 平头压痕在剩余寿命预测方面的应用——试验验证164

8.2.1 平头压痕弹塑性试验确定硬铝合金2A12的蠕变剩余寿命研究164

8.2.2 平头压痕蠕变试验确定硬铝合金2A12蠕变剩余寿命研究167

参考文献170

索引词171

符号列表173