Modelling of nanomaterials - sensitivity analysis with respect to the material parameters

• Autorzy: Kopernik, M. , Szeliga, D.

Warianty tytułu

PL

Modelowanie nanomateriałów - analiza wrażliwości w celu wyznaczenia parametrów instrumentalnej próby wciskania wgłębnika

• Konferencja: 14th KomPlasTech Conference, Zakopane, January 14-17, 2007
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Nanomaterials are challenging in modelling and in experiments. Because of many difficulties in measuring their properties, there is a necessity to use computing methods to obtain better results. Sensitivity analysis, as a numerical method, will be used to find material model of nanocoating and to do the optimization of deformation process.

PL

Badania doświadczalne nanomateriałów są wyzwaniem dla naukowców. Ze względu na trudności związane z interpretacją wyników pomiarów, na podstawie których wyznaczane są własności nanomateriałów, i ich duży rozrzut, wykonywane są komputerowe symulacje doświadczenia w celu dokładnej analizy zachodzących zjawisk. W niniejszej pracy analizowano cienkie powłoki dla modelowania instrumentalnej próby wciskania wgłębnika i przewidywania zależności siły od głębokości wciskania. Doświadczenie symulowano metodą elementów skończonych, przyjmując zaokrągloną końcówkę wgłębnika i stosując aktualizację siatki (remeshing). Do optymalizacji próby używana jest zależność siły od głębokości wciskania. W pracy przeprowadzono analizę wrażliwości siły względem parametrów procesu dla identyfikacji tych parametrów, które mają istotny wpływ na przebieg doświadczenia. W wyniku analizy określono wpływ parametrów sprężystych i kształtu wgłębnika na wyniki symulacji.

Słowa kluczowe

EN

nanoindentation test; sensitivity analysis; finite element method (FEM)

• Czasopismo: Computer Methods in Materials Science
• Rocznik: 2007
• Tom: Vol. 7, No. 2
• Strony: 255-261
• Opis fizyczny: Bibliogr. 5 poz., rys.

Twórcy

autor

Kopernik, M.

autor

Szeliga, D.

• Department of Modelling and Information Technology, Faculty of Metals Engineering and Industrial Computer Science, AGH University of Science and Technology, Poland

Bibliografia

• Albrecht, H.-J., Hannach, T., Häse, A., Juritza, A., Muller, K., Müller, W.H., 2005, Nanoindentation: a suitable tool to determine local mechanical properties in microelectronic packages and materials, Arch. Appl Mech., 74, 728-738.
• Beake, B.D., Lau, S.P., 2005, Nanotribological and nanomechanical properties of 5-80 nm tetrahedral amorphous carbon films on silicon, Diamond and Related Materials, 14, 1535-1542.
• Chollacoop, N., Dao, M., Suresh, S., 2003, Depth-sensing instrumented indentation with dual sharp indenters, Acta Mater., 51, 3713-3729.
• Dao, M., Chollacoop, N., Vliet, K.J., Venkatesh, T.A., Suresh, S., 2001, Computational modeling of the forward and reverse problems in instrumented sharp indentation, Acta Mater., 9,3899-3918.
• Kopernik, M., Pietrzyk, M., 2006, Modelling of nanocoatings under working conditions, Proc. XXXIV SIM, Krynica, 383-392 (in Polish).
• Kopernik, M., Pietrzyk, M., 2007a, Rheological model and mechanical properties of hard nanocoatings in numerical simulation of nanoindentation test, Proc. 10th ESAFORM Conf, Zaragoza, (in press).
• Kopernik, M., Pietrzyk, M., 2007b, 2D numerical simulation of elasto - plastic deformation of thin hard coating systems in deep nanoindentation test with sharp indenter, Arch. Metall. Mater., (submitted for publication).
• Oliver, C., Pharr, G.M., 1992, An improved technique for determining hardness and elastic modulus using load and displacement sensing indentation experiment, J. Mater. Res., 7, 1564-1583.
• Szeliga, D., Pietrzyk, M., 2002, Identification of rheological and tribological parameters, in: Metal forming science and practice, ed., Lenard, J.G., Elsevier, Amsterdam, 227-258.