[發(fā)明專利]通過接觸力學(xué)測(cè)量局部拉伸應(yīng)力下的材料性能

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201680071686.0
• 申請(qǐng)日: 2016-12-09
• 公開（公告）號(hào): CN108603822B
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 西蒙·C·貝勒馬爾;史蒂文·D·帕爾科維奇;布朗東·M·威利;菲利普·A·蘇西
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 馬薩諸塞材料技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G01N3/08
• 分類號(hào): G01N3/08;G01N3/18;G01N3/42;G01N3/46;G01N19/06
• 代理公司: 中原信達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11219
• 代理人: 陸弋;安翔

1.一種用于在基底中執(zhí)行接觸力學(xué)試驗(yàn)的設(shè)備，所述設(shè)備包括：

具有至少兩個(gè)接觸元件的觸針，每個(gè)接觸元件具有接觸輪廓，所述接觸元件布置在所述觸針中，以在所述接觸元件之間限定拉伸通道，所述觸針被構(gòu)造成使所述基底變形以形成韌帶，并且使所述基底在所述接觸元件之間流動(dòng)并在所述拉伸通道內(nèi)引起所述韌帶中的張力，以便在所述基底中產(chǎn)生并保留微改變；以及

被構(gòu)造成當(dāng)所述觸針使所述基底變形時(shí)使所述觸針沿著基底表面橫向移動(dòng)的系統(tǒng)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述觸針還被構(gòu)造成在多個(gè)取向上產(chǎn)生并保留所述微改變，所述多個(gè)取向包括(a)在所述觸針平行于所述基底的未變形表面行進(jìn)時(shí)垂直或橫向于所述未變形表面的開口，和/或(b)在壓痕模式期間垂直或橫向于行進(jìn)方向的開口。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，還包括接合機(jī)構(gòu)，所述接合機(jī)構(gòu)聯(lián)接到所述觸針，并且被構(gòu)造成提供所述觸針在摩擦滑動(dòng)模式或壓痕模式下的移動(dòng)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，還包括：

至少一個(gè)接合機(jī)構(gòu)，所述至少一個(gè)接合機(jī)構(gòu)聯(lián)接到所述觸針并且被構(gòu)造成提供所述觸針的移動(dòng)；和

對(duì)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)，所述對(duì)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)聯(lián)接到所述至少一個(gè)接合機(jī)構(gòu)并且被構(gòu)造成確立所述觸針相對(duì)于所述基底的定向和/或位置。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，還包括：

至少一個(gè)接合機(jī)構(gòu)，所述至少一個(gè)接合機(jī)構(gòu)聯(lián)接到所述觸針并且被構(gòu)造成提供所述觸針的移動(dòng)；和

基底表面測(cè)量裝置，所述基底表面測(cè)量裝置聯(lián)接到所述至少一個(gè)接合機(jī)構(gòu)中的一個(gè)或多個(gè)，以在所述觸針行進(jìn)時(shí)測(cè)量與所述微改變相關(guān)聯(lián)的所述基底表面的特性。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述韌帶是沿著所述觸針的行進(jìn)方向形成的。

7.一種用于在基底上執(zhí)行接觸力學(xué)試驗(yàn)的方法，所述方法包括：

提供如權(quán)利要求1所述的觸針；

使所述觸針抵靠接合所述基底；和

移動(dòng)所述觸針以執(zhí)行接觸力學(xué)試驗(yàn)，以便在所述基底中產(chǎn)生剩余基底表面并保留所述剩余基底表面，所述剩余基底表面具有微改變。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，還包括測(cè)量與所述基底中的所述微改變相關(guān)聯(lián)的所述剩余基底表面的特性。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，還包括當(dāng)所述觸針在所述基底中產(chǎn)生所述微改變時(shí)測(cè)量所述觸針上的反作用力。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，還包括：

提供沒有拉伸通道的附加的觸針；

使所述附加的觸針抵靠接合所述基底；以及

移動(dòng)所述附加的觸針，以產(chǎn)生基底響應(yīng)。

11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，還包括：

測(cè)量與所述基底中的所述微改變相關(guān)聯(lián)的所述基底表面的特性或者測(cè)量所述觸針上的反作用力；和

在預(yù)測(cè)算法中利用所述剩余基底表面和/或所述反作用力的測(cè)量值來確定與所述基底對(duì)微改變引發(fā)和傳播的抗性相關(guān)的、所述基底的機(jī)械性能。

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，還包括使用塑性材料性能來確定對(duì)微改變引發(fā)和傳播的所述抗性。

13.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，還包括：

測(cè)量與所述基底中的所述微改變相關(guān)聯(lián)的所述基底表面的特性或者測(cè)量所述觸針上的反作用力；和

使用所述基底表面和/或所述反作用力的測(cè)量值來與基于材料性能和觸針幾何形狀表征應(yīng)力-應(yīng)變場(chǎng)的數(shù)值模型進(jìn)行比較，以便開發(fā)預(yù)測(cè)算法。

14.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，還包括：

測(cè)量與所述基底中的所述微改變相關(guān)聯(lián)的所述基底表面的特性；和

使用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫(kù)將所述基底表面的測(cè)量值與所述基底的機(jī)械性能相關(guān)聯(lián)。