Published September 1, 2020 | Version v1
Publication Metadata-only

An experimental assessment of methods for mitigating plasticity error during nanoindentation with continuous stiffness measurement

Creators

  • 1. International Advanced Research Centre for Powder Metallurgy and New Materials
  • 2. Texas A&M University

Description

A comprehensive model for simulating a constant indentation strain rate test with continuous stiffness measurement (CSM) has been developed in a previous work [20]. A procedure for correcting errors associated with plasticity during CSM based testing is also developed. Furthermore, a new method that uses a fixed ratio of the amplitude of the sinusoidally varying portion of the instantaneous load to the load's mean value (AC to DC) during CSM testing is proposed that can reduce the plasticity error and improve the signal-to-noise ratio (SNR) in stiffness. In this work, experimental results are presented to assess the accuracy of the simulation results in terms of the displacement waveforms in response to the imposed load oscillations, the functional dependence of the plasticity error and the SNR. A comparison of the experimental results between the new and the traditional CSM methods is also presented and the advantages of the new method are demonstrated. Furthermore, recommendations for performing indentation testing using CSM with improved precision and accuracy are provided.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

تم تطوير نموذج شامل لمحاكاة اختبار معدل الانفعال المستمر مع قياس الصلابة المستمر (CSM) في عمل سابق [20]. كما تم تطوير إجراء لتصحيح الأخطاء المرتبطة باللدونة أثناء الاختبار القائم على CSM. علاوة على ذلك، يتم اقتراح طريقة جديدة تستخدم نسبة ثابتة من سعة الجزء المتغير جيبيًا من الحمل اللحظي إلى القيمة المتوسطة للحمل (AC إلى DC) أثناء اختبار CSM والتي يمكن أن تقلل من خطأ اللدونة وتحسن نسبة الإشارة إلى الضوضاء (SNR) في الصلابة. في هذا العمل، يتم تقديم النتائج التجريبية لتقييم دقة نتائج المحاكاة من حيث الأشكال الموجية للإزاحة استجابةً لتذبذبات الحمل المفروضة، والاعتماد الوظيفي لخطأ اللدونة و SNR. كما يتم عرض مقارنة للنتائج التجريبية بين الأساليب الجديدة والتقليدية لإدارة خدمة العملاء ويتم توضيح مزايا الطريقة الجديدة. علاوة على ذلك، يتم تقديم توصيات لإجراء اختبار المسافة البادئة باستخدام CSM بدقة ودقة محسنة.

Translated Description (French)

Un modèle complet pour simuler un test de vitesse de déformation à indentation constante avec mesure de rigidité continue (CSM) a été développé dans un travail précédent [20]. Une procédure de correction des erreurs associées à la plasticité lors des tests basés sur CSM est également développée. En outre, un nouveau procédé qui utilise un rapport fixe de l'amplitude de la partie à variation sinusoïdale de la charge instantanée à la valeur moyenne de la charge (AC/DC) pendant le test CSM est proposé qui peut réduire l'erreur de plasticité et améliorer le rapport signal sur bruit (SNR) en rigidité. Dans ce travail, des résultats expérimentaux sont présentés pour évaluer la précision des résultats de simulation en termes de formes d'onde de déplacement en réponse aux oscillations de charge imposées, la dépendance fonctionnelle de l'erreur de plasticité et le SNR. Une comparaison des résultats expérimentaux entre les nouvelles méthodes CSM et les méthodes traditionnelles est également présentée et les avantages de la nouvelle méthode sont démontrés. En outre, des recommandations pour effectuer des tests d'indentation à l'aide de CSM avec une précision et une précision améliorées sont fournies.

Translated Description (Spanish)

En un trabajo anterior se ha desarrollado un modelo integral para simular una prueba de velocidad de deformación de indentación constante con medición continua de rigidez (CSM) [20]. También se desarrolla un procedimiento para corregir errores asociados con la plasticidad durante las pruebas basadas en CSM. Además, se propone un nuevo método que utiliza una relación fija de la amplitud de la porción que varía sinusoidalmente de la carga instantánea al valor medio de la carga (CA a CC) durante las pruebas de CSM que puede reducir el error de plasticidad y mejorar la relación señal-ruido (SNR) en rigidez. En este trabajo, se presentan resultados experimentales para evaluar la precisión de los resultados de la simulación en términos de las formas de onda de desplazamiento en respuesta a las oscilaciones de carga impuestas, la dependencia funcional del error de plasticidad y la SNR. También se presenta una comparación de los resultados experimentales entre los métodos CSM nuevos y tradicionales y se demuestran las ventajas del nuevo método. Además, se proporcionan recomendaciones para realizar pruebas de sangrado utilizando CSM con mayor precisión y exactitud.

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تقييم تجريبي لطرق تخفيف خطأ اللدونة أثناء المسافة البادئة النانوية مع قياس الصلابة المستمر
Translated title (French)
Une évaluation expérimentale des méthodes d'atténuation de l'erreur de plasticité lors de la nanoindentation avec mesure continue de la rigidité
Translated title (Spanish)
Una evaluación experimental de métodos para mitigar el error de plasticidad durante la nanoindentación con medición continua de la rigidez

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3037276253
DOI
10.1016/j.matdes.2020.108924

Is supplement to
https://openalex.org/W4387652114 (Other)
https://openalex.org/W2893946800 (Other)
https://openalex.org/W2742508829 (Other)
https://openalex.org/W2560993203 (Other)
https://openalex.org/W2377817240 (Other)
https://openalex.org/W2127202777 (Other)
https://openalex.org/W2079451325 (Other)
https://openalex.org/W1978635966 (Other)
https://openalex.org/W1976887840 (Other)
https://openalex.org/W1974147899 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
India

References

  • https://openalex.org/W1993186848
  • https://openalex.org/W1994464843
  • https://openalex.org/W2016070460
  • https://openalex.org/W2027524853
  • https://openalex.org/W2051166244
  • https://openalex.org/W2066658291
  • https://openalex.org/W2070010420
  • https://openalex.org/W2086933933
  • https://openalex.org/W2088252658
  • https://openalex.org/W2117362619
  • https://openalex.org/W2119680087
  • https://openalex.org/W2149372900
  • https://openalex.org/W2160934539
  • https://openalex.org/W2471090625
  • https://openalex.org/W2614840859
  • https://openalex.org/W2626241120
  • https://openalex.org/W2747883643
  • https://openalex.org/W2801655115
  • https://openalex.org/W2903474102
  • https://openalex.org/W2980820444
  • https://openalex.org/W2998750488