自行研制的鼓膜实验装置,结合迈克尔逊激光干涉位移测量技术,获取薄膜的变形值与压力值之间的关系曲线,以实现薄膜试样力学性能的测试。对鼓膜法测试薄膜力学性能的现状做了评述;对实验原理以及装置设计进行论述;进行实验测量,并对实验结果进行有限元分析与仿真。对纯铝薄膜(纯度99.9%,厚为210μm)进行鼓膜实验,测得其弹性模量E为68.3 GPa,与资料结果基本一致,说明研制的鼓膜实验装置测量薄膜力学性能方法切实可行。实验装置对于在微/纳机电系统(MEMS/NEMS)中广泛应用的薄膜材料的力学性能表征具有十分重要的意义。 实验测量以圆形纯铝试样为研究对象，进行鼓膜实验测量。通过测量不同载荷下铝膜的变形，得出了位移—压力的关系曲线。利用薄板小挠度理论计算出纯铝试样的弹性模量，将实验结果与有限元仿真的结果进行对比，验证了自行研制的实验装置和所用方法精确可行，满足实验要求。1基本原理1球冠模型-液压弯管机数控滚圆机滚弧机价格低电动液压滚圆机多少钱．1理论基础鼓泡实验可以测得膜中心挠度随压力变化的关系曲线，当已知压力—挠度关系的鼓膜实验力学理论模型，可以由实验结果拟合出薄膜的弹性模量等力学性能。 

www.suoguanjixie.name鼓起圆形薄膜窗口球冠模型如图1所示。鼓膜实验测量薄膜中心挠度，在小挠度条件下，可利用薄板弹性小挠度变形计算公式计算试样的弹性模量［25］w=q64D(Ｒ2－r2)2(1)图1鼓起圆形薄膜窗口球冠模型D=Eδ312(1－ν2)(2)式中w为中心挠度;q为均布载荷;D为抗弯刚度;Ｒ为试样半径;r为任意点到中心的距离;E为弹性模量;δ为膜厚;ν为铝的泊松比。因离面位移为中心挠度，故取r=0，整理得q=16δ3E3Ｒ4(1－ν2)w(3)由式(3)可得出一条纵坐标为q，横坐标为w的直线关系图，直线斜率与弹性模量E成正比。若已知薄膜厚度δ，泊松比v和窗口半径Ｒ，将鼓膜实验中所测得的薄膜所受均布载荷q和产生中心挠度w代入式(3)，便可以计算出未知薄膜的弹性模量E。1．2鼓膜实验基本原理鼓膜实验是将膜基复合体试样黏附在一个具有圆孔的样品台上，试样的薄膜部分正对着基座中的通孔。活塞式加压系统与通孔相连，在独立悬空薄膜的一侧逐渐增加均布载荷(气压或液压)使其凸起，测量中心挠度和相应的压强，便得到薄膜的位移—载荷的关系曲线，由有效的理论模型计算出薄膜的力学性能。鼓膜法测量薄膜力学性能的原理示意图球冠模型-液压弯管机数控滚圆机滚弧机价格低电动液压滚圆机多少钱  www.suoguanjixie.name