試驗機簡介：

    本試驗機為壓痕試驗機，光伏應用于對材料的力學行程分析。基于材料試驗機原理，但硬件配置均為進口，軟件功能復雜，數據分析處理功能強。相比國外進口的而言，此款試驗機有價格優勢。相比國內設備而言，功能強大，精度高。主要客戶為工程研究所、高等院校等。若需要具體配置以及技術參數可以咨詢我司。

一、壓痕試驗機主要技術參數

1、試驗負荷： 600N；

2、測力精度等級：第三方計量0.5級，試驗機可以達0.2級；

3、位移精度：第三方計量0.5級，試驗機可以達0.2級；

4、位移分辨率：0.001毫米；

5、試驗行程：50mm；

6、測試頭要求：直徑為0.7635 mm 的球形壓頭，所用材料為碳化鎢硬質合金；

7、測試速度：1~100mm/min

8、產品尺寸：W*D*H 550*450*650mm(約)

 二、壓痕試驗機軟件功能

1載荷-位移曲線

可以實現載荷加載-部分卸載-加載-部分卸載……的循環，試驗時的起始預加載載荷設定為53.378 N (即12.(Hbs ),壓頭壓入試樣測試表面前的行進速率設定為0.508 mm/s (即0.02 in/s)左右,靠近試樣測試表面時降低到0.127 mm/s (即0.005 in/s)左右,而當位移傳感器接觸到試樣基準面時,壓頭行進速率進一步降低到0.00533 mm/s (即0.00021 in/s)左右,然后壓頭保持該速率緩慢向下運動,待到壓頭開始平穩接觸測試表面時則進入預加載階段。當預加載載荷達到設定值時即停止加載,選擇“繼續試驗”后正式幵始自動球壓痕試驗。設置自動球壓痕試驗的載荷、載荷加載與卸載的循環次數以及每次卸載載荷與當前載荷值的全部后自動開始試驗,加載與卸載速率由系統自動控制,在完成最后一次加載后,試驗機將把載荷*卸除并將橫梁及壓頭快速回升到遠離試樣測試表面的起始高度,單次自動球壓痕試驗正式結束,如下圖藍色部分是8個循環：

2真應力-應變曲線

自動球壓痕試驗獲得的載荷-位移曲線如圖所示,圖中僅列出了3個加、卸載循環周期。通過添加“部分卸載”環節,有助于確定每個加載循環點的總壓痕深度以及殘余壓痕深度。

如圖，hp為殘余壓痕深度；ht為總壓痕深度；該軟件可以將每個循環的卸載曲線延長并與橫坐標相交，交點為（hp，0），每個循環都對應一個hp值，記錄這些hp值；通過每個循環的卸載點作垂線并與橫坐標相交，交點為（ht，0），每個循環都對應一個ht值，記錄這些ht值。

3屈服強度

3.1屈服強度計算

其中dt為總壓痕直徑；ht為總壓痕深度；D為壓頭直徑。

試驗過程中每一個加載、卸載循環周期都能測量到球壓頭的總壓入深度ht,并可根據上式將其轉化為總的壓痕直徑dt。根據載荷-位移曲線，每個ht都對應一個載荷P,以dt/D為橫坐標，P/dt²（Mpa）為縱坐標繪制換算屈服強度曲線，如下圖所示：

記錄當dt/D=1時的P/dt²值，該值即為A（材料壓痕參數），同時，該軟件也能夠在同一張圖里將多次試驗曲線疊加，如下圖所示：

上式為屈服強度計算公式。其中α_y為屈服強度；β_m為材料屈服系；B為屈服強度偏移參數。

在軟件中自行輸入相應β_m和B值就可以自動計算出屈服強度α_y。

3.2比較修正

因為上述β_m、B值是前人經驗所得，所以需要進行比較修正。要求：輸入一組材料實際屈服強度數值R，以及對應的A值，即可得到以A為橫坐標，以R為縱坐標的擬合曲線，通過該曲線可以得到新的β_m'、B',記錄并報出這兩個值。

4抗拉強度

ε_p=ln（1+ε）

上式中，ε_p為真應變，ε為工程應變，根據真應力-應變曲線的數據，將其橫坐標改為工程應變ε，繪制真應力-工程應變曲線：

圖中橫坐標為工程應變,縱坐標為真應力,圖中藍色曲線即為真應力-工程應變曲線。從真應力-工程應變曲線上的工程應變值為-1.00處畫一條切線(圖中綠色直線),切點縱坐標即為真應力值,而切線與縱坐標軸相交的點即為工程極限拉伸強度值α_u，記錄該α_u值。

同樣，要求能夠在同一張圖里將多次試驗曲線疊加。

5斷裂韌度

上式中，K_JC為斷裂韌度；E₂為材料彈性模量；s為載荷-位移曲線的斜率；D為壓頭直徑；h*為臨界下壓深度。

上式中，E_D為有效彈性模量；ν和ν_i分別表示材料和壓頭的泊松比; E₁為壓頭的彈性模量; Ac為壓頭和試樣的接觸的投影面積; L為壓痕試驗獲得的載荷-深度曲線中每次卸載曲線的卸載剛度，即卸載斜率。

根據載荷-位移曲線，將每個循環卸載時得到的ln( h_t) 和ln( E_D) 線性擬合就可以得到 h_t和E_D的關系。所以只要知道臨界的 ，就可得到臨界下壓深度h*。

f*為臨界孔洞率，根據上式則可算得臨界損傷變量M*和臨界彈性模量，從而根據擬合出來的ln( h_t)和ln( E_D)的線性關系式算出臨界下壓深度 h*，將其帶入式中即可求得斷裂韌度值 K_JC。

要求能夠將ln( h_t)和ln( E_D)線性擬合并繪制曲線，并且輸入f*值即得到值以及相應的h*值，并得到最后的K_JC值。

同樣，要求能夠在同一張圖里將多次試驗曲線疊加。

• 數據分析

自行輸入表頭并設置表格參數生成表格，可將上述記錄的數據直接引用或自行輸入，軟件可自行計算偏差值。