Identification of plastic material properties based on indentation measurement of a rigid spherical indenter.

• Autorzy: Kucharski Stanisław

Warianty tytułu

PL

Identyfikacja własności plastycznych materiałów na podstawie pomiaru zagłębienia sztywnego kulistego wgłębnika.

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The method of identification of the tension curves is presented on the basis of measurements of indentation of rigid ball loaded by several, different forces. Contrary to the classical hardness test, the parameters measured here are the force, the residual and the maximal indentation depths. Two tensions curves have been identified using the numerical simulation of the indentations made. Satisfactory results have been obtained. The method proposed is compared with other identification methods based on the classical Brinell test (measuring the loading force nad the radius alpha of the contact boundary). The method proposed here have been found to yield more accurate results in reproducing the tension curves sought for.

PL

W pracy przedstawiono metodę identyfikacji krzywych rozciągania materiałów na podstawie pomiarów odcisków sztywnej kulki w badanym materiale wykonnaych kilkoma różnymi siłami. W odróżnieniu od klasycznego pomiaru twardości mierzonymi parametrami są siła, zagłębienie resztkowe i zagłębienie maksymalne kulki. Dokonano identyfikacji dwóch krzywych rozciągania na podstawie odcisków otrzymanych droga symulacji numerycznej. Uzyskano zadowalające rezultaty. Proponowaną metodę porównano z innymi metodami identyfikacji opartymi na klasycznej próbie twardości Brinella (pomiar promienia brzegu kontaktu a). Stwierdzono, że stosując proponowaną metodę można dokładniej odtworzyć poszukiwane krzywe rozciągania.

Słowa kluczowe

EN

plastic properties; spherical indenter; hardness; hardness test; tension curves

PL

własności plastyczne; wgłębnik kulisty; twardość; krzywa rozciągania

• Wydawca: Komitet Budowy Maszyn PAN
• Czasopismo: Archive of Mechanical Engineering
• Rocznik: 1999
• Tom: Vol. XLVI, nr 4
• Strony: 349--367

Twórcy

autor

Kucharski Stanisław

• Polish Academy of Sciences, Institute of Fundamental Technological Research, ul. Świętokrzyska 21, 00-049 Warszawa

Bibliografia

• [1] Lee C.H., Masaki S., Kobayashi S.: Analysis of ball indentation. Int. J. Mech. Sci., 14, 1972, pp. 417-426.
• [2] Follansbee P.S., Sinclair G.B.: Quasi-statistic normal indentation of an elasto-plastic half-space by a rigid sphere-I. Int. J. Solids Structures, Vol 20, No 1, 1984, pp. 81-91.
• [3] Montmitonnet P., Edlinger M.L, Felder E.: Finite element analysis of elastoplastic indentation: part I - Homogeneous media. Trans. ASME. J.ribol. 115, (10), 1993, pp. 14-25.
• [4] Krai E.R., Komvopoulos K., Bogy D.B.: Elastic-plastic finite element analysis of repeated indentation of a half-space by a rigid sphere. Journal of Applied Mechanics, 1993, Vol. 60 pp. 829-841.
• [5] Meyer E.: Untersuchen ueber Haertepruefung und Haerte. Z. Ver. Deutsche Ing. 52, 1908, pp. 645-654.
• [6] Tabor D.: The hardness of metals; Clarendon Press (1951).
• [7] Robinson W.H., Truman S.D.: Stress-strain curve for aluminium from a continuous indentation test. Journal of Materials Sciences, 12, 1977, pp. 1961-1965.
• [8] Tangena A.G., Hurkx G.A.M.: The determination of stress-strain curves of thin layers using indentation tests. Transactions of the ASME, Vol. 108, 1986, pp. 230-232.
• [9] Hill R.: Similarity analysis of creep indentation tests. Proc. R. Soc. Lond, 1992, 436, pp. 617-630.
• [10] Hill R., Storakers F.R.S.B., Zdunek A.B.; A theoretical study of the Brine!! hardness test. Proc. R. Soc. Lond. A 423, 1989, pp. 301-330.
• [11] Biwa S., Storakers B.: An analysis of fully plastic Brinell indentation. J. Mech. Phys. Solids. Vol. 43, No 8, 1995, pp. 1303-1333.
• [12] Storakers B., Biwa S., Larsson Per-L.: Similarity analysis of inelastic contact. Int. J. Solids Structures. Vol. 34, No. 24, 1997, pp. 3061-3083.
• [13] Thomas A. Adler, Omer N. Dogan: Damage by indentation and single impact of hard particles on a high chromium white cast iron. Wear, 203-204, pp. 257-266, 1997.
• [14] J.S. Field, M.V. Swain; Determining the mechanical properties of small volumes of material from submicrometer spherical indentations. J.Mater. Res. Vol. 10, No. 1, 1995, pp. 101-112.