28210.拉曼力學(xué)實(shí)驗(yàn)中數(shù)據(jù)處理與壓痕殘余應(yīng)力實(shí)驗(yàn)研究

1、天津大學(xué)碩士學(xué)位論文拉曼力學(xué)實(shí)驗(yàn)中數(shù)據(jù)處理與壓痕殘余應(yīng)力實(shí)驗(yàn)研究拉曼力學(xué)實(shí)驗(yàn)中數(shù)據(jù)處理與壓痕殘余應(yīng)力實(shí)驗(yàn)研究ResearchofDataProcessingNanoindentationResidualStressinRamanMechanicalExperiments學(xué)科專(zhuān)業(yè)：固體力學(xué)作者姓名：韓月濤指導(dǎo)教師：亢一瀾教授天津大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院二〇一四年十二月I摘要近年來(lái)，隨著微納領(lǐng)域科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，如何準(zhǔn)確測(cè)量微納尺度下材料或結(jié)構(gòu)的

2、力學(xué)性能成為人們?cè)絹?lái)越關(guān)注的問(wèn)題，一些宏觀領(lǐng)域的測(cè)試技術(shù)已經(jīng)難以滿(mǎn)足測(cè)試需求，需要探索新的測(cè)試技術(shù)與方法。微拉曼光譜力學(xué)測(cè)量是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)，具有非接觸、高靈敏度、高空間分辨率（≤1μm）、實(shí)時(shí)在線(xiàn)測(cè)量等特點(diǎn)，在微納尺度實(shí)驗(yàn)力學(xué)領(lǐng)域具有發(fā)展?jié)摿?。該方法以?shí)驗(yàn)測(cè)得拉曼譜線(xiàn)信息作為力學(xué)測(cè)量的基礎(chǔ)，對(duì)拉曼特征峰峰位十分敏感，系統(tǒng)研究噪聲對(duì)峰位擬合的影響是拉曼光譜力學(xué)測(cè)量中的重要的基礎(chǔ)。首先，本文研究了隨機(jī)噪聲、基線(xiàn)、銳利峰三類(lèi)典型噪

3、聲對(duì)峰位擬合結(jié)果的影響，通過(guò)數(shù)值模擬分別研究了不同因素在噪聲對(duì)峰位擬合影響中的作用，發(fā)現(xiàn)隨機(jī)噪聲對(duì)峰位擬合結(jié)果的影響與噪聲水平、半高寬以及光譜分辨率有關(guān)，若假定基線(xiàn)形式為直線(xiàn)，則基線(xiàn)對(duì)峰位擬合的影響可定性地用基線(xiàn)斜率與峰強(qiáng)之比來(lái)表征，銳利峰對(duì)峰位擬合的結(jié)果除與銳利峰強(qiáng)度及其相對(duì)拉曼特征峰的位置有關(guān)。其次，本文根據(jù)三類(lèi)噪聲的特點(diǎn)就如何提高拉曼特征峰峰位擬合的準(zhǔn)確度進(jìn)行了研究，針對(duì)隨機(jī)噪聲，通過(guò)數(shù)值模擬分析了四種典型濾波方法對(duì)峰位擬合精度的

4、影響，討論了濾波效果對(duì)峰位擬合準(zhǔn)確度的影響；針對(duì)基線(xiàn)，提出使用基線(xiàn)擬合法消除其對(duì)峰位擬合的影響，并分析討論了其有效性，結(jié)果表明該方法可以有效的消除基線(xiàn)對(duì)峰位擬合的影響；針對(duì)銳利峰的特點(diǎn)，給出了建議的處理方法。最后，本文針對(duì)單晶硅在受載后殘余應(yīng)力的分布規(guī)律展開(kāi)研究，利用拉曼光譜掃描成像技術(shù)測(cè)量給出了兩種不同晶向的單晶硅在玻氏壓頭作用下壓痕周邊殘余應(yīng)力場(chǎng)的分布，討論了壓痕周邊殘余應(yīng)力的影響區(qū)域的大小，定量給出了壓痕邊緣殘余應(yīng)力的數(shù)值，分析了