Analysis of indentation of pressure sensitive plastic solids using the expanding cavity model

Narasimhan, R.

doi:10.1016/s0167-6636(03)00075-9

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“…Normalised indentation stress vs. normalised indentation strain curves for different friction angles α by using the DP yield criterion, for PdNiP (adapted from [33]). 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 …”

Section: Discussionmentioning

confidence: 99%

“…We now use these α values to estimate the C variation with temperature. This was done with the aid of the modified expanding cavity model (MECM) proposed by Narasimhan [33], which takes the pressure sensitivity into account. Patnaik et al [7] and Keryvin [8] have shown that MECM captures the experimental trends in normalised indentation stress (ratio of H to Y c ) vs. normalised indentation strain in the elasto-plastic regime of BMGs at room temperature well.…”

Section: Estimation Of the Constraint Factormentioning

confidence: 99%

“…However, our observations do not prove this one way or another. While there are a number of studies in the literature which are concerned with the effects of pressure sensitivity on the flow and fracture properties of BMGs [7,8,20,33,39,[41][42][43][44][45][46][47][48], Lu and Ravichandran [44]'s multiaxial experiments on Vit-1 appear particularly relevant here. In that study, they observed that the shear-bands were formed at 45 • vis-à-vis the loading axis, implying that shear band formation or propagation (or both) might not have anything to do with the pressure sensitivity.…”

Section: Shear-band Morphologymentioning

confidence: 99%

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Temperature dependence of mechanical properties and pressure sensitivity in metallic glasses below glass transition

Kéryvin

Prasad

Guéguen

et al. 2008

Philosophical Magazine

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Section: Discussionmentioning

confidence: 99%

Section: Estimation Of the Constraint Factormentioning

confidence: 99%

Section: Shear-band Morphologymentioning

confidence: 99%

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Temperature dependence of mechanical properties and pressure sensitivity in metallic glasses below glass transition

Kéryvin

Prasad

Guéguen

et al. 2008

Philosophical Magazine

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“…Expanding cavity models (e.g., [1][2][3]) are frequently used to determine indentation hardness of elastic-plastic materials because of their analytical nature and simplicity. For planar indentations, the existing expanding cavity models (ECMs) are based on Hill's solution for an internally pressurized cylindrical tube of an elastic-perfectly plastic material [4].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Strain gradient plasticity solution for an internally pressurized thick-walled cylinder of an elastic linear-hardening material

Gao

2006

Z. angew. Math. Phys.

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An elastic-plastic solution is presented for an internally pressurized thick-walled plane strain cylinder of an elastic linear-hardening plastic material. The solution is derived in a closed form using a strain gradient plasticity theory. The inner radius of the cylinder enters the solution not only in non-dimensional forms but also with its own dimensional identity, which differs from that in classical plasticity based solutions and makes it possible to capture the size effect at the micron scale. The classical plasticity solution of the same problem is recovered as a special case of the current solution. To further illustrate the newly derived solution, formulas and numerical results for the plastic limit pressure are provided. These results reveal that the load-carrying capacity of the cylinder increases with decreasing inner radius at the micron scale. It is also seen that the macroscopic behavior of the pressurized cylinder can be well described by using classical plasticity based solutions. (2000). 74A10, 74B05, 74C05. Mathematics Subject Classification

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“…Subsequently, R Narasimhan [9] proposed modified ECMs based on the Drucker-Prager yield criterion for the perfect elastic-plastic materials without considering the strain-hardening effect. After that, Gao et al [10] extended ECMs for power law hardening and linear hardening materials.…”

Section: Indentation On Elastic-plastic Materialsmentioning

confidence: 99%

Determining the elastic-plastic properties of metallic materials through instrumented indentation

Chang¹

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AgradecimientosPrimero, me gustaria agradecer a mis supervisores. Me gustaría expresar mi máximo aprecio hacia mi supervisor Dr. J. Ruiz-Hervias por guiarme y ayudarme durante estos años en el laboratorio. He aprendido de él, no solo en lo estrictamente académico, si no en su generosidad y en su mente positiva hacia la vida. Además, también quería agradecer a mi co-supervisor Dr. M. A. Garrido. Él ha jugado un papel muy significante en el inicio de mi vida académica. Sus ideas y su entusiasmo siempre me inspiraron y me motivaron. Sin su paciencia y su ayuda, nunca hubiera acabado esta tesis. ResumenEn los últimos años, y asociado al desarrollo de la tecnología MEMS, la técnica de indentación instrumentada se ha convertido en un método de ensayo no destructivo ampliamente utilizado para hallar las características elástico-plásticas de recubrimientos y capas delgadas, desde la escala macroscópica a la microscópica. Sin embargo, debido al complejo mecanismo de contacto debajo de la indentación, es urgente proponer un método más simple y conveniente para obtener unos resultados comparables con otras mediciones tradicionales. En este estudio, el objetivo es mejorar el procedimiento analítico para extraer las propiedades elástico-plásticas del material mediante la técnica de indentación instrumentada.La primera parte se centra en la metodología llevada a cabo para medir las propiedades elásticas de los materiales elásticos, presentándose una nueva metodología de indentación, basada en la evolución de la rigidez de contacto y en la curva fuerza-desplazamiento del ensayo de indentación. El método propuesto permite discriminar los valores de indentación experimental que pudieran estar afectados por el redondeo de la punta del indentador. Además, esta técnica parece ser robusta y permite obtener valores fiables del modulo elástico.La segunda parte se centra en el proceso analítico para determinar la curva tensión-deformación a partir del ensayo de indentación, empleando un indentador esférico. Para poder asemejar la curva tension-deformación de indentación con la que se obtendría de un ensayo de tracción, Tabor determinó empíricamente un factor de constricción de la tensión () y un factor de constricción de la deformación (). Sin embargo, la elección del valor de  y  necesitan una derivación analítica. Se describió analíticamente una nueva visión de la relación entre los factores de constricción de tensión y la deformación basado en la deducción de la viii ecuación de Tabor. Un modelo de elementos finitos y un diseño experimental se realizan para evaluar estos factores de constricción. A partir de los resultados obtenidos, las curvas tension-deformación extraidas de los ensayos de indentación esférica, afectadas por los correspondientes factores de constricción de tension y deformación, se ajustaron a la curva nominal tensión-deformación obtenida de ensayos de tracción convencionales.En la última parte, se estudian las propiedades del revestimiento de cermet Inconel 625-Cr 3 C 2 que es depositado en el medio de una a...

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Analysis of indentation of pressure sensitive plastic solids using the expanding cavity model

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Strain gradient plasticity solution for an internally pressurized thick-walled cylinder of an elastic linear-hardening material

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