高硬度钨钢和二硫化钼 (MoS2) 的特定组合被用来消除扭曲测试数据的外部物理变量。钨钢压头提供了一个抵抗变形的刚性界面，而 MoS2 润滑剂则最大限度地减少了摩擦，以确保材料均匀压缩。两者共同作用，确保所得数据反映了橡胶金属的真实特性，而不是测试设置的伪影。
核心要点 通过防止界面变形和减少摩擦，该设置抑制了“桶状效应”，维持了纯轴向压缩状态，从而产生了高度准确的力学性能数据。
确保界面刚性和稳定性
钨钢的作用
主要参考资料强调，这些压头是经过抛光且硬度很高的。
这种极高的刚性对于确保加载界面在压缩橡胶金属所需的高压下不会变形至关重要。
如果压头屈服或凹陷，由此产生的位移测量将包含工具变形，从而使数据集不准确。
关键表面处理
压头不仅仅是坚硬的；它们是经过抛光的。
抛光表面对于补充润滑剂是必要的，它提供了一个光滑的基底，进一步最大限度地减少了工具与样品之间的机械互锁。
管理摩擦和应力状态
MoS2 润滑剂的功能
将二硫化钼 (MoS2) 基润滑剂直接涂抹在样品端面上，以显著降低摩擦。
在压缩测试中，高摩擦会导致样品端面与压盘“粘连”，从而限制了横向膨胀。
抑制桶状效应
当摩擦限制样品端面时，中间的材料被迫向外膨胀。
这种现象被称为桶状效应，它引入了复杂的剪切应力，而不是简单的压缩。
MoS2 和抛光钨钢的组合在塑性变形过程中有效地抑制了这种效应。
实现纯轴向压缩
最小化摩擦和工具变形的最终目标是维持接近纯轴向压缩的内部应力状态。
这确保了应力均匀地流过材料，从而可以计算有效的应力-应变曲线。
要避免的常见陷阱
标准压头的风险
使用标准钢压头而不是高硬度钨钢是常见的错误来源。
如果压头不像橡胶金属那样坚硬，接触面积实际上就变成了一个变量，从而使几何假设无效。
润滑不足的后果
跳过 MoS2 等高性能润滑剂会导致摩擦约束。
这会导致测量到的强度人为地升高，因为摩擦增加了压缩的外部阻力。
为您的实验做出正确选择
为确保您的橡胶金属表征有效，请根据您的具体目标应用这些原则：
- 如果您的主要关注点是数据准确性：优先使用 MoS2，以确保应力状态保持单轴，并且不受摩擦引起的剪切分量的影响。
- 如果您的主要关注点是设备完整性：使用高硬度钨钢压头，以防止对载荷传递系统造成损坏，并确保界面保持平坦。
通过控制界面力学，您可以将材料的真实行为与测试机的力学分离开来。
总结表：
| 组件 | 特征 | 测试中的主要功能 |
|---|---|---|
| 钨钢压头 | 高硬度 & 抛光 | 确保界面刚性并防止工具变形 |
| MoS2 润滑剂 | 低摩擦系数 | 最大限度地减少端面摩擦并消除桶状效应 |
| 橡胶金属样品 | 超弹性钛合金 | 研究对象；需要均匀的应力分布 |
| 测试环境 | 纯轴向压缩 | 将真实的材料特性与测试伪影分离开来 |
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参考文献
- Karol Marek Golasiński, E. A. Pieczyska. Quasi-Static and Dynamic Compressive Behavior of Gum Metal: Experiment and Constitutive Model. DOI: 10.1007/s11661-021-06409-z
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
