Published September 1, 2020
| Version v1
Publication
Understanding and modeling plasticity error during nanoindentation with continuous stiffness measurement
- 1. International Advanced Research Centre for Powder Metallurgy and New Materials
- 2. Texas A&M University
Description
Over the years, there have been many improvements to the depth sensing indentation testing methodology and measurement electronics. These advancements provide opportunities to develop novel testing capabilities and also improve the reliability of the measurements. In this regard, a comprehensive model for simulating a constant indentation strain rate continuous stiffness measurement (CSM) test that includes the elastic-plastic response of the material and the response of the phase lock amplifier (PLA) is developed to understand the parameters affecting the precision and accuracy of the measurements. A novel test methodology that does not require closed-loop feedback is developed based on the model predications, and is found to improve the precision and accuracy of the CSM based indentation measurements. A procedure to correct for the plasticity error during CSM testing is also developed. Guidelines for selecting test parameters to stay within an acceptable level of error are established.
Translated Descriptions
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Translated Description (Arabic)
على مر السنين، كانت هناك العديد من التحسينات على منهجية اختبار استشعار العمق وإلكترونيات القياس. توفر هذه التطورات فرصًا لتطوير قدرات اختبار جديدة وأيضًا تحسين موثوقية القياسات. في هذا الصدد، تم تطوير نموذج شامل لمحاكاة اختبار قياس الصلابة المستمر لمعدل الانفعال المستمر (CSM) والذي يتضمن الاستجابة المرنة للمواد واستجابة مضخم قفل الطور (PLA) لفهم المعلمات التي تؤثر على دقة القياسات ودقتها. تم تطوير منهجية اختبار جديدة لا تتطلب تغذية راجعة مغلقة الحلقة بناءً على توقعات النموذج، وتم العثور عليها لتحسين دقة ودقة قياسات المسافة البادئة القائمة على CSM. كما تم تطوير إجراء لتصحيح خطأ اللدونة أثناء اختبار CSM. يتم وضع إرشادات لاختيار معلمات الاختبار للبقاء ضمن مستوى مقبول من الخطأ.Translated Description (French)
Au fil des ans, de nombreuses améliorations ont été apportées à la méthodologie de test d'indentation par détection de profondeur et à l'électronique de mesure. Ces avancées offrent la possibilité de développer de nouvelles capacités de test et d'améliorer également la fiabilité des mesures. À cet égard, un modèle complet pour simuler un test de mesure de rigidité continue à taux de déformation d'indentation constant (CSM) qui comprend la réponse élastique-plastique du matériau et la réponse de l'amplificateur à verrouillage de phase (PLA) est développé pour comprendre les paramètres affectant la précision et la précision des mesures. Une nouvelle méthodologie de test qui ne nécessite pas de rétroaction en boucle fermée est développée sur la base des prédictions du modèle et s'avère améliorer la précision et l'exactitude des mesures d'indentation basées sur le CSM. Une procédure pour corriger l'erreur de plasticité lors des tests CSM est également développée. Des lignes directrices pour la sélection des paramètres de test afin de rester dans un niveau d'erreur acceptable sont établies.Translated Description (Spanish)
A lo largo de los años, ha habido muchas mejoras en la metodología de prueba de indentación de detección de profundidad y la electrónica de medición. Estos avances brindan oportunidades para desarrollar nuevas capacidades de prueba y también mejorar la confiabilidad de las mediciones. En este sentido, se desarrolla un modelo integral para simular una prueba de medición de rigidez continua (CSM) de tasa de deformación de indentación constante que incluye la respuesta elástico-plástica del material y la respuesta del amplificador de bloqueo de fase (Pla) para comprender los parámetros que afectan la precisión y exactitud de las mediciones. Se desarrolla una nueva metodología de prueba que no requiere retroalimentación de bucle cerrado basada en las predicciones del modelo, y se encuentra que mejora la precisión y exactitud de las mediciones de indentación basadas en CSM. También se desarrolla un procedimiento para corregir el error de plasticidad durante las pruebas de CSM. Se establecen pautas para seleccionar los parámetros de prueba para que se mantengan dentro de un nivel de error aceptable.Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- فهم ونمذجة خطأ اللدونة أثناء المسافة البادئة النانوية مع قياس الصلابة المستمر
- Translated title (French)
- Compréhension et modélisation de l'erreur de plasticité lors de la nanoindentation avec mesure continue de la rigidité
- Translated title (Spanish)
- Comprender y modelar el error de plasticidad durante la nanoindentación con medición continua de la rigidez
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3039731141
- DOI
- 10.1016/j.matdes.2020.108923
References
- https://openalex.org/W1565334428
- https://openalex.org/W1972797272
- https://openalex.org/W1993186848
- https://openalex.org/W1994464843
- https://openalex.org/W2016070460
- https://openalex.org/W2027524853
- https://openalex.org/W2051166244
- https://openalex.org/W2051745433
- 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
- https://openalex.org/W3037276253