RU2611078C1 - Способ определения остаточного напряжения с применением инструментального индентирования, носитель информации с соответствующей компьютерной программой и устройство для инструментального индентирования, предназначенное для реализации инструментального индентирования с использованием носителя информации - Google Patents

Способ определения остаточного напряжения с применением инструментального индентирования, носитель информации с соответствующей компьютерной программой и устройство для инструментального индентирования, предназначенное для реализации инструментального индентирования с использованием носителя информации Download PDF

Info

Publication number
RU2611078C1
RU2611078C1 RU2015132173A RU2015132173A RU2611078C1 RU 2611078 C1 RU2611078 C1 RU 2611078C1 RU 2015132173 A RU2015132173 A RU 2015132173A RU 2015132173 A RU2015132173 A RU 2015132173A RU 2611078 C1 RU2611078 C1 RU 2611078C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
indenter
indentation
depth
formula
sample
Prior art date
Application number
RU2015132173A
Other languages
English (en)
Inventor
Минджаэ ЧОИ
Ёунчэон КИМ
Кванхо КИМ
Original Assignee
Фронтикс, Инк.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Фронтикс, Инк. filed Critical Фронтикс, Инк.
Application granted granted Critical
Publication of RU2611078C1 publication Critical patent/RU2611078C1/ru

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/08—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00—Measuring force or stress, in general
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/16—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. optical strain gauge
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00—Measuring force or stress, in general
    • G01L1/06—Measuring force or stress, in general by measuring the permanent deformation of gauges, e.g. of compressed bodies
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/0047—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes measuring forces due to residual stresses
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/40—Investigating hardness or rebound hardness
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/40—Investigating hardness or rebound hardness
    • G01N3/42—Investigating hardness or rebound hardness by performing impressions under a steady load by indentors, e.g. sphere, pyramid
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/0014—Type of force applied
    • G01N2203/0016—Tensile or compressive
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/0058—Kind of property studied
    • G01N2203/0076—Hardness, compressibility or resistance to crushing
    • G01N2203/0078—Hardness, compressibility or resistance to crushing using indentation
    • G01N2203/008—Residual indentation measurement
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/02—Details not specific for a particular testing method
    • G01N2203/0202—Control of the test
    • G01N2203/0212—Theories, calculations

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области определения остаточного напряжения путем инструментального индентирования. Сущность: осуществляют приложение к образцу одноосного напряжения, двуосного напряжения и одинакового по всем направлениям напряжения, а затем выполнение инструментального индентирования с использованием индентора, вычисление наибольшей глубины
Figure 00000065
 вдавливания индентора в ненапряженном состоянии образца путем подстановки в формулу для вычисления максимальной глубины вдавливания индентора в ненапряженном состоянии фактической глубины
Figure 00000066
 контакта в ненапряженном состоянии, полученной из фактической глубины
Figure 00000067
 контакта индентора, и максимальной глубины
Figure 00000068
 вдавливания индентора и результирующей глубины
Figure 00000069
 отпечатка индентора при приложении максимального вдавливающего усилия L0, найденных из зависимости глубины вдавливания индентора от вдавливающего усилия, полученной путем инструментального индентирования, получение кривой зависимости глубины вдавливания индентора от вдавливающего усилия в ненапряженном состоянии путем подстановки вычисленной указанным образом максимальной глубины
Figure 00000065
 вдавливания индентора в ненапряженном состоянии образца в формулу, связывающую глубину вдавливания индентора и вдавливающее усилие, и вычисления разности ΔL усилий между усилием L1, соответствующим максимальной глубине
Figure 00000070
 вдавливания индентора на кривой зависимости глубины вдавливания индентора от вдавливающего усилия в ненапряженном состоянии, и максимальным вдавливающим усилием L0, и вычисление остаточного напряжения
Figure 00000071
 в образце путем подстановки вычисленной разности ΔL усилий в формулу для вычисления остаточного напряжения. Технический результат: возможность определять остаточное напряжение в образце даже при отсутствии состояния без остаточного напряжения. 3 н. и 8 з.п. ф-лы, 27 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к способу определения остаточного напряжения с использованием инструментального индентирования.
Уровень техники
Известные способы измерения или прогнозирования остаточного напряжения в образце имеют различные достоинства и недостатки.
Способы с разрушением образца, например перфорирование и распил, имеют ограниченное применение из-за своего разрушающего характера, но достоинство этих способов в том, что они требуют наличия эталонного состояния, то есть состояния без напряжения.
Способы без разрушения образца, например рентгеновское дифракционное измерение и инструментальное индентирование, предпочтительны из-за своего неразрушающего характера, но их недостаток в том, что остаточное напряжение в этих способах измеряется при отсутствии состояния без остаточного напряжения.
Чтобы преодолеть ограничения таких неразрушающих способов, ученые, используя рентгеновские дифракционные измерения, создали справочную базу данных параметров кристаллических решеток. Если материал образца известен, то с использованием этих справочных данных можно сравнивать межплоскостные расстояния в кристаллической решетке в состоянии без остаточного напряжения и в состоянии с остаточным напряжением.
В научных разработках по инструментальному индентированию трудно найти исследование, где остаточное напряжение измерялось бы без использования состояния, в котором нет остаточного напряжения. Чен с соавторами (X, Chen, J, Yan, А,М, Karlsson, Mater, Sci, Eng, A 416, 139 (2006)) предложил способ измерения остаточного напряжения с использованием метода конечных элементов, дающий возможность измерять остаточное напряжение даже при отсутствии состояния без остаточного напряжения. Однако в этой разработке также имеется недостаток, состоящий в том, что невозможно предложить действенный экспериментальный способ измерения остаточного напряжения без использования эталонного состояния.
Раскрытие изобретения
Настоящее изобретение имеет целью устранение вышеупомянутого недостатка, и аспект настоящего изобретения предлагает способ определения остаточного напряжения с использованием инструментального индентирования, позволяющий определять остаточное напряжение в образце даже при отсутствии состояния без остаточного напряжения.
Указанный аспект настоящего изобретения этим не ограничен, и из нижеследующего описания специалисты в данной области техники смогут понять другие, не упомянутые здесь аспекты настоящего изобретения.
Согласно варианту осуществления настоящего изобретения, аспект настоящего изобретения предлагает способ определения остаточного напряжения, включающий: приложение к образцу двуосного растягивающего остаточного напряжения, включающего одноосное растягивающее остаточное напряжение или одинаковое по всем направлениям растягивающее остаточное напряжение, а затем выполнение инструментального индентирования с использованием индентора; вычисление наибольшей глубины вдавливания индентора в ненапряженном состоянии образца путем подстановки в формулу для вычисления максимальной глубины вдавливания индентора в ненапряженном состоянии фактической глубины контакта в ненапряженном состоянии, полученной из фактической глубины контакта индентора, и максимальной глубины вдавливания индентора и результирующей глубины отпечатка индентора при приложении максимального вдавливающего усилия, найденных из зависимости глубины вдавливания индентора от вдавливающего усилия, полученной путем инструментального индентирования; получение кривой зависимости глубины вдавливания индентора от вдавливающего усилия в ненапряженном состоянии путем подстановки вычисленной указанным образом максимальной глубины вдавливания индентора в ненапряженном состоянии образца в формулу, связывающую глубину вдавливания индентора и вдавливающее усилие, и вычисления разности усилий между усилием, соответствующим максимальной глубине вдавливания индентора на кривой зависимости глубины вдавливания индентора от вдавливающего усилия в ненапряженном состоянии, и максимальным вдавливающим усилием; и вычисление остаточного напряжения в образце путем подстановки вычисленной разности усилий в формулу для вычисления остаточного напряжения.
Еще один аспект настоящего изобретения предлагает способ определения остаточного напряжения с использованием инструментального индентирования, причем в указанном способе формулой для вычисления максимальной глубины вдавливания индентора в ненапряженном состоянии является формула
Figure 00000001
Еще один аспект настоящего изобретения предлагает способ определения остаточного напряжения с использованием инструментального индентирования, причем в указанном способе формулой, связывающей глубину вдавливания индентора и вдавливающее усилие, является формула
Figure 00000002
, где k обозначает подгоночный коэффициент.
Еще один аспект настоящего изобретения предлагает способ определения остаточного напряжения с использованием инструментального индентирования, причем в указанном способе формулой для вычисления остаточного напряжения является формула
Figure 00000003
, где Ac обозначает фактическую площадь контакта индентора для данного образца, а Ψ обозначает коэффициент пластической податливости.
Еще один аспект настоящего изобретения предлагает способ определения остаточного напряжения с использованием инструментального индентирования, причем в указанном способе фактическая глубина
Figure 00000004
контакта индентора вычисляется подстановкой фактической площади контакта Ас индентора для данного образца в формулу для вычисления фактической глубины контакта индентора.
Еще один аспект настоящего изобретения предлагает способ определения остаточного напряжения с использованием инструментального индентирования, причем в указанном способе фактическая площадь Ас контакта индентора для данного образца вычисляется с использованием формулы
Figure 00000005
, где β обозначает корректирующий коэффициент, S обозначает жесткость, а Er обозначает эффективный модуль упругости.
Еще один аспект настоящего изобретения предлагает способ определения остаточного напряжения с использованием инструментального индентирования, причем в указанном способе формулой для вычисления фактической глубины контакта индентора является формула
Figure 00000006
.
Еще в одном аспекте настоящего изобретения предлагается записываемый носитель информации, на котором записана компьютерная программа, включающая описанный выше способ инструментального индентирования.
Еще в одном аспекте настоящего изобретения предлагается устройство инструментального индентирования, предназначенное для выполнения инструментального индентирования путем выполнения записанной на записываемом носителе компьютерной программы, включающей описанный выше способ инструментального индентирования.
Технический результат
Вариант осуществления настоящего изобретения дает возможность определять остаточное напряжение в образце даже при отсутствии состояния без остаточного напряжения.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 представляет зону контакта индентора в состоянии сжимающего остаточного напряжения и в состоянии растягивающего остаточного напряжения.
Фиг. 2 иллюстрирует независимость площади контакта индентора от остаточного напряжения.
Фиг. 3 представляет сравнение фактических зон контакта инденторов для пленки в состоянии с остаточным напряжением и пленки в ненапряженном состоянии.
Фиг. 4 иллюстрирует инвариантность твердости и модуля упругости алюминиевого сплава 8009.
Фиг. 5 представляет график сравнения постоянной твердости, прогнозируемой способом конечно-элементного анализа, и твердости, вычисленной по кривой зависимости глубины вдавливания индентора от вдавливающего усилия.
Фиг. 6 иллюстрирует инвариантность контактной жесткости алюминиевого сплава 8009.
Фиг. 7 схематично представляет различные параметры индентирования.
Фиг. 8 представляет график, изображающий величину наплыва, образующегося при различных остаточных напряжениях.
Фиг. 9 схематично иллюстрирует форму контакта индентора в условиях сжимающего остаточного напряжения и растягивающего остаточного напряжения.
Фиг. 10 представляет график зависимости глубины вдавливания индентора от вдавливающего усилия в состоянии сжимающего остаточного напряжения.
Фиг. 11 представляет взаимосвязь между фактической глубиной контакта и экспериментально измеренной глубиной вдавливания индентора.
Фиг. 12 представляет график, показывающий, что при наличии остаточного напряжения разность между максимальной глубиной вдавливания индентора и результирующей глубиной отпечатка индентора постоянна вследствие инвариантности жесткости.
Фиг. 13 представляет график, на котором сравнивается максимальная глубина вдавливания индентора в состоянии растягивающего остаточного напряжения и максимальная глубина вдавливания индентора в ненапряженном состоянии.
Фиг. 14 представляет шаги отыскания ненапряженного состояния.
Фиг. 15 представляет график зависимости глубины вдавливания индентора от вдавливающего усилия в состояниях с различными растягивающими остаточными напряжениями.
Фиг. 16 представляет зависимость глубины вдавливания индентора от вдавливающего усилия и остаточное напряжение в состоянии с одноосным растягивающим остаточным напряжением.
Фиг. 17 представляет зависимость глубины вдавливания индентора от вдавливающего усилия и остаточное напряжение в состоянии с двуосным растягивающим остаточным напряжением.
Фиг. 18 представляет зависимость глубины вдавливания индентора от вдавливающего усилия и остаточное напряжение в состоянии с двуосным растягивающим остаточным напряжением, величина которого одинакова во всех направлениях.
Фиг. 19 представляет зависимость глубины вдавливания индентора от вдавливающего усилия и остаточное напряжение в состоянии с одноосным растягивающим остаточным напряжением.
Фиг. 20 представляет зависимость глубины вдавливания индентора от вдавливающего усилия и остаточное напряжение в состоянии с двуосным сжимающим остаточным напряжением.
Фиг. 21 представляет зависимость глубины вдавливания индентора от вдавливающего усилия и остаточное напряжение в состоянии двуосного сжимающего остаточного напряжения.
Фиг. 22 представляет график, изображающий сравнение величины
Figure 00000007
, спрогнозированной для состояний с различными остаточными напряжениями, и величиной
Figure 00000007
, измеренной в ненапряженном состоянии.
Фиг. 23 представляет график, изображающий сравнение суммы напряжений, спрогнозированных для состояния с различными остаточными напряжениями, и приложенных напряжений.
Фиг. 24 в одной системе координат представляет график зависимости глубины вдавливания индентора от вдавливающего усилия в ненапряженном состоянии, полученной по формуле (17), и график зависимости глубины вдавливания индентора от вдавливающего усилия в состоянии с растягивающим остаточным напряжением.
Фиг. 25 представляет аксонометрический вид устройства инструментального индентирования, предназначенного для выполнения инструментального индентирования в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 26 и 27 представляют корпус устройства инструментального индентирования в разрезе.
Осуществление изобретения
Далее со ссылкой на сопровождающие чертежи подробно описываются варианты осуществления настоящего изобретения. При этом одни и те же компоненты, если они показаны на разных чертежах, имеют одинаковые ссылочные обозначения. Кроме того, в описании настоящего изобретения не приводится подробное описание известных функциональных модулей и конфигураций, содержащихся в изобретении, если такое описание может скорее затруднить понимание сущности настоящего изобретения.
При описании компонентов настоящего изобретения могут использоваться такие понятия, как, например, «первый», «второй», А, В, (а), (b) и т.п. Эти обозначения используются лишь для того, чтобы отличить один структурный элемент от других структурных элементов, а свойство, порядок, последовательность и т.п. соответствующего структурного элемента указанным обозначением не ограничиваются. Следует отметить, что если в настоящем раскрытии изобретения указано, что один компонент соединен или иным образом связан с другим компонентом, то между первым и вторым компонентом может быть присоединен или иным образом введен третий компонент, хотя возможно и непосредственное соединение или иная связь первого компонента со вторым компонентом.
Эксперимент
Инструментальное индентирование выполнялось с использованием системы AIS 3000 и индентора Виккерса. Использованными для измерений материалами были API Х65. Для искусственного создания одноосного напряжения, двуосного напряжения и напряжения, величина которого одинакова во всех направлениях, использовалась напрягающая оснастка. Перед искусственным созданием напряжений при ненапряженном состоянии образца выполнялось инструментальное индентирование с целью сравнения максимальных глубин
Figure 00000008
индентирования в ненапряженном состоянии (т.е. в состоянии без остаточного напряжения), полученных из фактической эталонной кривой, и значения, полученного приближенным вычислением.
Затем выполнялось инструментальное индентирование образца с остаточным напряжением с последующим оптическим измерением отпечатков индентора. Далее проверялась модель, разработанная для приближенного вычисления остаточного напряжения с использованием измеренной площади контакта индентора и параметров отпечатка в состоянии с остаточным напряжением и для оценки ненапряженного состояния путем сравнения искусственно созданного остаточного напряжения с оцененным остаточным напряжением.
Далее описывается вышеупомянутая система AIS 3000 (в дальнейшем называемая устройством инструментального индентирования).
Как показано на фиг. 25-27, устройство 100 инструментального индентирования содержит приводное устройство 205, установленное внутри корпуса 110 устройства инструментального индентирования; винт 230 шариковой винтовой передачи, с возможность вращения соединенный с валом приводного устройства 205; гайку 215 шариковой винтовой передачи, соединяемую с винтом 230 шариковой винтовой передачи с использованием шариков; ползун 237, содержащий цилиндр 235, установленный с возможностью перемещения вдоль вала вращения, сопряженный и соединенный с гайкой 215; направляющую 220 ползуна, в которую вставляется ползун 237, соединенную с корпусом 110 устройства инструментального индентирования, служащую для обеспечения направленного перемещения ползуна 237; индентор 255, посредством держателя 250 индентора, выполненного с возможностью сопряжения с ползуном 237, соединенный с нижней стороной ползуна 237 и предназначенный для приложения вдавливающего усилия к испытываемому образцу; датчик 245 усилия, соединенный с нижней стороной цилиндра 235 и предназначенный для измерения усилия, передаваемого от индентора 255 к испытываемому образцу при перемещении ползуна 237; датчик перемещения, предназначенный для измерения глубины вдавливания индентора 255 в испытываемый образец при перемещении ползуна 237; микрокомпьютер 210, установленный внутри корпуса 110 устройства инструментального индентирования, соединенный с приводным устройством 205 через интерфейс и автономно управляющий приводным устройством 205 с использованием управляющей программы, переданной из основного компьютера 150; и основной компьютер 150, посредством проводной или беспроводной связи соединенный с микрокомпьютером 210 с целью передачи управляющей программы с запрограммированными в ней условиями испытания, вычисляющий остаточное напряжение в испытываемом образце с использованием значений, измеренных датчиком 245 усилия и датчиком перемещения, и осуществляющий управление, в котором в микрокомпьютер передается сигнал прерывания испытания или отключается подача питания на приводное устройство 205, если значения, измеренные датчиком 245 усилия и датчиком перемещения, отклоняются от эталонного значения.
Приводное устройство 205 установлено внутри корпуса 110 устройства инструментального индентирования и выполнено с возможностью вертикального перемещения ползуна 237 и индентора 255, соединенного с держателем 250 индентора. При этом используется шаговый двигатель постоянного тока, который устойчив к внешней нагрузке и перегрузке, дает возможность управления с высокой точностью и может снизить влияние опасных факторов, например внешних вибраций, которые могут возникать в месте инструментального индентирования.
С приводным устройством 205 соединен редуктор, снижающий скорость движения индентора 255 до требуемой величины и повышающий усилие при перемещении индентора 255 за счет мощности двигателя.
Ползун 237 содержит: винт 230 шариковой винтовой передачи, с возможность вращения соединенный с валом приводного устройства 205 соединителем 225; гайку 215 шариковой винтовой передачи, соединяемую с винтом 230 шариковой винтовой передачи с использованием шариков; и цилиндр 235, установленный с возможностью перемещения вдоль вала вращения, сопряженный и соединенный с гайкой 215.
Таким образом, при работе приводного устройства 205 вращается винт 230 шариковой винтовой передачи, соединенный с валом приводного устройства 205, при этом гайка 215 шариковой винтовой передачи, соединенная с винтом 230 посредством шариков, вследствие этого вращения вертикально перемещается вдоль оси вращения винта 230, и вместе с гайкой 215 вертикально перемещается цилиндр 235, специально для этого соединенный с нижней стороной гайки 215 посредством соединительного элемента и т.п.
Направляющая 220 ползуна, служащая для удержания цилиндра 235 при его вертикальном движении, расположена с наружной стороны ползуна 237 (что дает возможность вставить ползун 237 в направляющую 220), направляет вертикальное движение ползуна 237 и жестко соединена с корпусом 110 устройства инструментального индентирования.
Наибольшее перемещение цилиндра 235 по вертикали ограничивается ограничивающим датчиком 240, установленным внутри цилиндра 235, тем самым в случае нештатной работы приводного устройства 205 или при ручном перемещении цилиндра 235 перемещение цилиндра ограничивается с целью защиты устройства инструментального индентирования.
Индентор 255, предназначенный для приложения вдавливающего усилия к испытываемому образцу при своем вертикальном перемещении в ходе работы приводного устройства 205, соединен с нижней стороной ползуна 237 посредством держателя 250 индентора, предназначенного для взаимного соединения с ползуном 237, а датчик 245 усилия, предназначенный для измерения усилия, передаваемого к испытываемому образцу индентором 255, соединен с нижней стороной цилиндра 235.
В качестве индентора 255 здесь использован индентор Виккерса.
Датчик перемещения, предназначенный для измерения глубины вдавливания индентора 255 в испытываемый образец при перемещении ползуна 237, прикреплен к корпусу 260 устройства инструментального индентирования; держатель 265 датчика, удерживающий наконечник 260 датчика, перемещающийся вместе с индентором 255 в ходе вертикального перемещения индентора 255, расположен на боковой поверхности держателя 250 индентора; а основной модуль 270 датчика, служащий для измерения вертикального перемещения наконечника 260 датчика, закреплен внутри корпуса 110 устройства инструментального индентирования и соединяется с основным компьютером 150 через интерфейс.
Микрокомпьютер 210, служащий для автономного управления приводным устройством 205 с использованием управляющей программы, обеспечивающей выполнение инструментального индентирования и передаваемой из основного компьютера 150, установлен внутри корпуса устройства инструментального индентирования и соединен с приводным устройством 205 через интерфейс, обеспечивая тем самым проведение индентирования в соответствии с заранее переданными условиями испытания даже в тех случаях, когда программы, установленные в основном компьютере 150, не выполняются должным образом.
Основной компьютер 150 посредством проводной или беспроводной связи соединен с микрокомпьютером 210 с целью передачи управляющей программы (то есть компьютерной программы, содержащей способ измерения остаточного напряжения с использованием инструментального индентирования, описанный выше, записанной на записываемом носителе информации и имеющейся в основном компьютере 150), в которой запрограммированы условия испытания, и вычисляет остаточное напряжение в испытываемом образце с использованием значений, измеренных датчиком усилия 235 и датчиком перемещения.
Оснастка (не показана) для крепления испытываемого образца может быть прикреплена к нижней стороне устройства 100 для инструментального индентирования, внутри которого находится микрокомпьютер 210. При этом испытание может выполняться с использованием в качестве указанной оснастки по меньшей мере одного из следующих элементов: V-образного блока, U-образного блока, цепи, плоского магнита, двойного изогнутого магнита, плоского электромагнита, изогнутого электромагнита.
Пример практического определения остаточного напряжения
В испытываемом образце с целью определения растягивающего остаточного напряжения с использованием разработанной модели были искусственно созданы остаточные напряжения: одноосное, двуосное и двуосное с одинаковой во всех направлениях величиной. Было выполнено инструментальное индентирование в состоянии без остаточного напряжения и в каждом из состояний с растягивающим остаточным напряжением, в результате чего получены кривые зависимости глубины вдавливания индентора от вдавливающего усилия, как показано на фиг. 15. Остаточные напряжения определялись с использованием параметров индентирования, полученных по кривой для состояния с остаточным напряжением, и оптически измеренной площади контакта индентора. На фиг. 16-18 показаны найденные значения остаточного напряжения в состояниях с одноосным, двуосным и двуосным с одинаковой во всех направлениях величиной растягивающим остаточным напряжением, а на фиг. 19-21 показаны найденные значения остаточного напряжения в состояниях с одноосным, двуосным и двуосным с одинаковой во всех направлениях величиной сжимающим остаточным напряжением. Все полученные значения собраны воедино на фиг. 22 и 23, и сделан вывод о том, что значения, вычисленные с использованием данной модели, в значительной мере совпадают с фактически измеренными значениями.
Инвариантное свойство, не зависящее от остаточного напряжения
Твердость в месте индентирования определяется по изменению кривой зависимости глубины вдавливания индентора от вдавливающего усилия в соответствии с остаточным напряжением в образце: это напряжение сдвигает указанную кривую согласно своим направлению и величине. Однако было показано, что изменение фактически измеряемой твердости в месте индентирования в результате изменения остаточного напряжения является следствием некорректного оптического измерения отпечатка индентора (T.Y. Tsui, W.C. Oliver, G.M. Pharr, J. Mater. Res. 11, 752 (1996), A. Bolshakov, W.C. Oliver, G.M. Pharr, J. Mater. Res. 11, 760 (1996)).
В исследовании влияния плоского остаточного напряжения на пластичность зоны индентирования, в котором изучалась зависимость глубины вдавливания индентора от вдавливающего усилия и форма отпечатков индентора, было установлено, что контактная твердость не зависит от приложенного упругого напряжения. В испытаниях способа управления усилием, проводившихся вплоть до максимального вдавливающего усилия, остаточное напряжение меняло кривую зависимости глубины вдавливания индентора от вдавливающего усилия. В то же время по данным оптического измерения фактическая площадь контакта индентора не зависит от остаточного напряжения. Tsui с соавторами (T.Y. Tsui, W.C. Oliver, G.M. Pharr, J. Mater. Res. 11, 752 (1996)) исследовали фактически измеряемые площади контакта при сжимающем и растягивающем остаточном напряжении. При этом в обоих случаях получавшиеся отпечатки имели почти одинаковую площадь (см. фиг. 1). Кроме того, когда результат оптического измерения площади контакта индентора при индентировании в состояниях с различными остаточными напряжениями сравнивался с площадью контакта, вычисленной с использованием схемы Оливера-Фарра, эти площади контакта были сопоставимы независимо от состояния остаточного напряжения.
Далее, на пленке в состоянии с остаточным напряжением и в ненапряженном состоянии (состоянии, в котором нет остаточного напряжения) зоны контакта индентора независимо от остаточного напряжения имели близкие длины диагоналей (Y.H. Lee, D. Kwon, J. Mater. Res. 17, 901 (2002)) (см. фиг. 3).
Следовательно, фактическая площадь контакта индентора может быть принята в качестве инвариантной величины, которая при постоянном вдавливающем усилии не зависит от остаточного напряжения.
Постоянство площади контакта при постоянном вдавливающем усилии означает и постоянство твердости. Причина этого в том, что твердость определяется как отношение вдавливающего усилия к площади контакта. На фиг. 4 показаны полученные инвариантные значения твердости и коэффициента упругости. На основании результирующих значений, полученных способом конечно-элементного анализа (Finite Element Analysis, FEA), можно заключить, что искривления поверхности (наплыв), образующиеся вблизи места контакта в состоянии с остаточным напряжением, играют важную роль в том, что контактная твердость не зависит от остаточного напряжения (A. Bolshakov, G.M. Pharr, J. Mater. Res. 13, 1049 (1998), A. Bolshakov, W.C. Oliver, G.M. Pharr, J. Mater. Res. 11, 760 (1996)) (см. фиг. 5).
Жесткость определяется как функция коэффициента упругости и площади контакта. Здесь уже отмечалось, что эти два параметра не зависят от остаточного напряжения. Таким образом, в качестве инвариантного параметра может быть взята жесткость (см. фиг. 6).
Причина этого состоит в том, что свойства зоны индентирования, например твердость и контактная жесткость, являясь инвариантными, при одинаковом вдавливающем усилии имеют постоянные значения для фактической площади контакта, не зависящие от остаточного напряжения. Площадь контакта получают вычислением фактической глубины контакта с использованием пространственной формы остроконечного индентора, и поэтому необходимо установить причину, по которой глубина контакта не изменяется остаточным напряжением. Здесь расчет этой инвариантной глубины контакта основывается на морфологическом аспекте контакта при индентировании.
Когда индентор вдавливается в образец, материал образца, чтобы сохранить объем, смещается к свободной поверхности. Образующийся при этом наплыв увеличивает глубину контакта индентора, и фактическая глубина контакта (hc) индентора выражается следующим образом:
Figure 00000009
Здесь hmax обозначает максимальную глубину отпечатка индентора, которую измеряют в эксперименте, hd обозначает упругую деформацию, a hpile (=hp) обозначает пластический наплыв. Упругая деформация выражается следующим образом:
Figure 00000010
В случае остроконечного индентора пластический наплыв может быть выражен как функция твердости Н и коэффициента С упругости следующим образом:
Figure 00000011
Фиг. 7 представляет подробное пояснение смысла величин hmax, hd, hpile и hc. На фиг. 7 L0 обозначает приложенное вдавливающее усилие, a
Figure 00000012
обозначает максимальную глубину вдавливания индентора в состоянии без остаточного напряжения, измеряемую при приложении полного вдавливающего усилия. Параметр
Figure 00000012
, показанный на чертеже, имеет тот же смысл, что и параметр hmax в представленных выше уравнениях.
Кривые зависимости глубины вдавливания индентора от вдавливающего усилия смещаются в зависимости от остаточного напряжения, и, соответственно, глубина индентирования при одинаковом вдавливающем усилии получается разной. При этом определение фактической глубины контакта в состоянии с остаточным напряжением может учитывать величину пластического наплыва.
Как показано на фиг. 8, различие в глубине вдавливания индентора при одном и том же усилии возникает вследствие сдвига кривой зависимости глубины вдавливания индентора от вдавливающего усилия, который вызван сжимающим остаточным напряжением, а количественное изменение пластического наплыва определяется этим различием. Аналогично, количественное изменение пластического наплыва определяется различием глубины вдавливания индентора при наличии растягивающего остаточного напряжения. Изменение высоты наплыва в состоянии сжимающего остаточного напряжения обозначено как
Figure 00000013
, в состоянии растягивающего остаточного напряжения как
Figure 00000014
; величины
Figure 00000013
и
Figure 00000014
могут быть выражены следующим образом:
Figure 00000015
Здесь
Figure 00000016
обозначает максимальную глубину вдавливания индентора, измеренную экспериментально в состоянии сжимающего остаточного напряжения,
Figure 00000017
обозначает максимальную глубину вдавливания индентора, измеренную экспериментально в состоянии растягивающего остаточного напряжения, а
Figure 00000018
обозначает максимальную глубину вдавливания индентора в ненапряженном состоянии, как описано выше.
Тот факт, что площадь контакта получается не зависящей от остаточного напряжения, может быть объяснен изменением высоты наплыва, порождаемым остаточным напряжением, и представлением о том, что высота получается постоянной независимо от остаточного напряжения. При этом фактическая глубина контакта в состоянии сжимающего остаточного напряжения выражается следующим образом:
Figure 00000019
Далее, фактическая глубина контакта в состоянии растягивающего остаточного напряжения выражается следующим образом.
Figure 00000020
Здесь
Figure 00000021
обозначает фактическую глубину контакта индентора в состоянии сжимающего остаточного напряжения, a
Figure 00000022
обозначает фактическую глубину контакта индентора в состоянии растягивающего остаточного напряжения. Параметры hd и hp меняются в зависимости от свойств образца. Иными словами, данные параметры меняются в соответствии с остаточным напряжением. Как показано на фиг. 8, величины
Figure 00000023
и
Figure 00000024
равны
Figure 00000025
.
Таким образом,
Figure 00000021
в формуле (6) и
Figure 00000022
в формуле (7) равны
Figure 00000026
. Причина этого в том, что
Figure 00000026
согласно формуле (1) выражается следующим образом:
Figure 00000027
Отсюда следует справедливость формулы (9), и можно видеть, что фактическая глубина контакта инвариантная, даже когда остаточное напряжение сохраняется.
Figure 00000028
Моделирование с целью отыскания состояния без остаточного напряжения
Основная идея новой модели для отыскания состояния без остаточного напряжения состоит в использовании глубины контакта индентора, которая не зависит от остаточного напряжения. При индентировании образца с растягивающим остаточным напряжением может быть получена показанная на фиг. 10 кривая зависимости глубины вдавливания индентора от вдавливающего усилия.
По этой кривой могут быть определены максимальное вдавливающее усилие L0, максимальная глубина
Figure 00000029
вдавливания индентора, результирующая глубина
Figure 00000030
отпечатка индентора и т.д., а фактическая площадь Ас контакта индентора может быть найдена оптическим измерением отпечатка индентора с использованием оптического микроскопа и т.п.
Кроме того, фактическая площадь контакта индентора может быть вычислена по формуле (10) вычисления фактической площади контакта индентора, исходя из модуля упругости и жесткости:
Figure 00000031
Здесь β обозначает корректирующий коэффициент, S обозначает жесткость, а Er обозначает эффективный модуль упругости.
Эффективный модуль Er упругости выражается следующим образом:
Figure 00000032
Здесь Е обозначает модуль упругости образца, v обозначает коэффициент Пуассона образца, Ei обозначает модуль упругости индентора, а vi обозначает коэффициент Пуассона индентора.
Таким образом, фактическая площадь AC контакта индентора может быть определена по модулю Е упругости образца. Например, приняв за коэффициент v Пуассона для материала типа стали значение 0,3, можно вычислить фактическую площадь AC контакта индентора по формуле (10) и формуле (11).
Фактическая глубина
Figure 00000033
контакта индентора может быть вычислена с использованием формулы для нахождения фактической глубины контакта индентора, которая для индентора Виккерса выражается формулой (12):
Figure 00000034
Фактическая глубина
Figure 00000033
контакта в состоянии с растягивающим остаточным напряжением, поскольку соответствует предположению об инвариантности глубины контакта, равна фактической глубине
Figure 00000035
контакта в состоянии без остаточного напряжения. Таким образом, имея только состояние с остаточным напряжением, можно определить фактическую глубину
Figure 00000035
контакта в состоянии без остаточного напряжения.
Проведены исследования взаимосвязи фактической глубины контакта и глубины вдавливания индентора; эти величины измерялись экспериментально при отсутствии остаточного напряжения (S.K. Kang, J.Y. Kim, СР. Park, H.U. Kim, D. Kwon, J. Mater. Res. 25, 337 (2010)). Предложена следующая формула для вычисления фактической глубины
Figure 00000035
контакта по экспериментально измеренным параметрам, например по максимальной глубине
Figure 00000036
вдавливания индентора и результирующей глубине
Figure 00000037
отпечатка индентора в состоянии без остаточного напряжения:
Figure 00000038
Фиг. 11 иллюстрирует эту взаимосвязь. Величину
Figure 00000036
можно вычислить, если известны величины
Figure 00000039
и
Figure 00000036
Figure 00000037
. На практике при наличии образца в состоянии без остаточного напряжения эти величины могут быть легко измерены путем индентирования. Однако по данным только для состояния с остаточным напряжением вычислить
Figure 00000036
и
Figure 00000037
невозможно.
Тем не менее, как пояснялось выше, жесткость не зависит от остаточного напряжения, и величину
Figure 00000040
можно определить по этой инвариантной жесткости.
На фиг. 12 видно, что вследствие инвариантности жесткости разность между максимальной глубиной вдавливания индентора и результирующей глубиной отпечатка индентора не меняется и при сохранении остаточного напряжения:
Figure 00000041
Таким образом, формулу (13) для вычисления максимальной глубины вдавливания индентора в ненапряженном состоянии (т.е. состоянии, в котором нет остаточного напряжения) можно выразить в виде:
Figure 00000042
При этом величину
Figure 00000043
можно легко определить по кривой зависимости глубины вдавливания индентора от вдавливающего усилия, подобной представленной на фиг. 10, a
Figure 00000039
можно определить по
Figure 00000044
с использованием представления об инвариантности глубины контакта.
Таким образом,
Figure 00000036
можно вычислить с использованием формулы (15).
Эту вычисленную величину
Figure 00000036
можно нанести на фиг. 10 и затем сравнить между собой величины
Figure 00000036
и
Figure 00000045
, как показано на фиг. 13.
Показанная штриховой линией кривая зависимости глубины вдавливания индентора от вдавливающего усилия в состоянии без остаточного напряжения может, с использованием правила Кика и величины
Figure 00000036
, показанной на фиг. 13, быть выражена формулой 16:
Figure 00000046
Здесь член Δhb является поправкой на неостроту дальнего конца индентора, и поскольку величина Δhb пренебрежимо мала по сравнению с
Figure 00000036
, формулу (16), связывающую глубину вдавливания индентора и вдавливающее усилие, можно записать в следующем виде:
Figure 00000047
Здесь k обозначает подгоночный коэффициент.
Фиг. 24 в одной системе координат представляет график зависимости глубины вдавливания индентора от вдавливающего усилия в ненапряженном состоянии, полученной по формуле (17), и график зависимости глубины вдавливания индентора от вдавливающего усилия в состоянии с растягивающим остаточным напряжением.
По этому графику можно найти разность усилий (ΔL=L1-L0), соответствующую максимальной глубине
Figure 00000036
вдавливания индентора в состоянии с растягивающим остаточным напряжением, а затем, подставив вычисленное значение в нижеприведенную формулу (18) вычисления остаточного напряжения, можно вычислить остаточное напряжение
Figure 00000048
в образце.
Figure 00000049
Здесь Ψ обозначает коэффициент пластической податливости.
В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения можно определить остаточное напряжение даже при отсутствии ненапряженного состояния образца.
Даже если выше указано, что все компоненты варианта осуществления настоящего изобретения соединены как единое устройство или соединены для использования в качестве единого устройства, настоящее изобретение не обязательно ограничено таким вариантом осуществления. Иными словами, по меньшей мере два элемента из числа всех структурных элементов могут быть избирательно соединены и использованы без выхода за пределы объема настоящего изобретения.
Кроме того, поскольку такие термины, как, например «включающий», «содержащий» и «имеющий», означают, что могут присутствовать один или более соответствующих компонентов, если для них конкретным образом не указано противоположное, это следует интерпретировать в том смысле, что может содержаться один или несколько других компонентов. Все технические, научные и другие термины соответствуют по смыслу их пониманию специалистом в данной области техники, если не указано иное. Общеупотребительные термины, содержащиеся в словарях, должны интерпретироваться в контексте соответствующих технических текстов без чрезмерной идеализации или отрыва от практических целей, если настоящее раскрытие явным образом не определяет их в таком виде.
Несмотря на то, что для целей пояснения был раскрыт предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения, специалисту в данной области техники должно быть понятно, что возможны различные модификации, дополнения и замены без выхода за пределы объема и сущности настоящего изобретения, раскрываемых в прилагаемой формуле изобретения. Соответственно, варианты осуществления, раскрытые в настоящем изобретении, служат для иллюстрации объема технической идеи настоящего изобретения, а объем настоящего изобретения не ограничивается вариантом осуществления. Объем настоящего изобретения должен определяться на основании прилагаемой формулы изобретения, и все технические идеи, ей эквивалентные, должны пониматься как входящие в объем настоящего изобретения.
Ссылки на родственные заявки
По настоящей патентной заявке испрашивается приоритет и права согласно 35 U.S.С. §119(a) по патентной заявке Кореи №10-2013-0011379, поданной 31 января 2013 года, которая тем самым включена в настоящий документ посредством ссылки для всех целей так же, как если бы она была полностью изложена в настоящей патентной заявке. Кроме того, когда по настоящей патентной заявке испрашивается право приоритета по тем же патентным заявкам Кореи от других стран в дополнение к США, раскрытие также считается включенным в настоящий документ посредством ссылки.

Claims (27)

1. Способ определения остаточного напряжения, включающий:
приложение к образцу одноосного напряжения, двуосного напряжения и одинакового по всем направлениям напряжения, а затем выполнение инструментального индентирования с использованием индентора;
вычисление наибольшей глубины
Figure 00000050
 вдавливания индентора в ненапряженном состоянии образца путем подстановки в формулу для вычисления максимальной глубины вдавливания индентора в ненапряженном состоянии фактической глубины
Figure 00000051
 контакта в ненапряженном состоянии, полученной из фактической глубины
Figure 00000052
 контакта индентора, и максимальной глубины
Figure 00000053
 вдавливания индентора и результирующей глубины
Figure 00000054
 отпечатка индентора при приложении максимального вдавливающего усилия L0, найденных из зависимости глубины вдавливания индентора от вдавливающего усилия, полученной путем инструментального индентирования;
получение кривой зависимости глубины вдавливания индентора от вдавливающего усилия в ненапряженном состоянии путем подстановки вычисленной указанным образом максимальной глубины
Figure 00000050
 вдавливания индентора в ненапряженном состоянии образца в формулу, связывающую глубину вдавливания индентора и вдавливающее усилие, и вычисления разности ΔL усилий между усилием L1, соответствующим максимальной глубине
Figure 00000055
 вдавливания индентора на кривой зависимости глубины вдавливания индентора от вдавливающего усилия в ненапряженном состоянии, и максимальным вдавливающим усилием L0; и
вычисление остаточного напряжения
Figure 00000056
 в образце путем подстановки вычисленной разности ΔL усилий в формулу для вычисления остаточного напряжения.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что формулой для вычисления максимальной глубины вдавливания индентора в ненапряженном состоянии является формула
Figure 00000057
3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что формулой, связывающей глубину вдавливания индентора и вдавливающее усилие, является формула
Figure 00000058
,
где k обозначает подгоночный коэффициент.
4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что формулой для вычисления остаточного напряжения является формула
Figure 00000059
,
где Ac обозначает фактическую площадь контакта индентора для образца, а Ψ обозначает коэффициент пластической податливости.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что фактическую глубину
Figure 00000060
 контакта индентора вычисляют подстановкой фактической площади Ас контакта индентора для образца в формулу для вычисления фактической глубины контакта индентора.
6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что фактическую площадь Ас контакта индентора для образца вычисляют с использованием формулы
Figure 00000061
,
где β обозначает корректирующий коэффициент, S обозначает жесткость, а Er обозначает эффективный модуль упругости.
7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что формулой для вычисления фактической глубины контакта индентора является формула
Figure 00000062
.
8. Способ по п. 5, отличающийся тем, что фактическую площадь Ас контакта индентора для образца вычисляют путем оптического измерения отпечатка индентора в образце.
9. Способ по п. 5, отличающийся тем, что фактическую площадь Ас контакта индентора для образца вычисляют с использованием формулы
Figure 00000063
,
а Er вычисляют с использованием формулы
Figure 00000064
,
где β обозначает корректирующий коэффициент, S обозначает жесткость, Er обозначает эффективный модуль упругости, E обозначает модуль упругости образца, v обозначает коэффициент Пуассона образца, Ei обозначает модуль упругости индентора, а vi обозначает коэффициент Пуассона индентора.
10. Записываемый носитель информации, на котором записана компьютерная программа, включающая способ определения остаточного напряжения с использованием инструментального индентирования по одному из пп. 1-5.
11. Устройство инструментального индентирования, предназначенное для выполнения инструментального индентирования путем исполнения записанной на записываемом носителе информации компьютерной программы, включающей способ измерения остаточного напряжения с использованием инструментального индентирования по одному из пп. 1-5.
RU2015132173A 2013-01-31 2013-02-28 Способ определения остаточного напряжения с применением инструментального индентирования, носитель информации с соответствующей компьютерной программой и устройство для инструментального индентирования, предназначенное для реализации инструментального индентирования с использованием носителя информации RU2611078C1 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130011379A KR101373059B1 (ko) 2013-01-31 2013-01-31 계장화 압입 시험을 이용한 잔류응력 평가 방법
KR10-2013-0011379 2013-01-31
PCT/KR2013/001626 WO2014119817A1 (ko) 2013-01-31 2013-02-28 계장화 압입 시험법을 이용한 잔류응력 평가 방법과 이를 포함하는 컴퓨터 프로그램이 기록된 기록매체 및 이 기록매체가 실행되어 계장화 압입 시험을 수행하는 압입 시험장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2611078C1 true RU2611078C1 (ru) 2017-02-21

Family

ID=50648367

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015132173A RU2611078C1 (ru) 2013-01-31 2013-02-28 Способ определения остаточного напряжения с применением инструментального индентирования, носитель информации с соответствующей компьютерной программой и устройство для инструментального индентирования, предназначенное для реализации инструментального индентирования с использованием носителя информации

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP2952866B1 (ru)
KR (1) KR101373059B1 (ru)
RU (1) RU2611078C1 (ru)
WO (1) WO2014119817A1 (ru)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2715887C1 (ru) * 2019-04-01 2020-03-04 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Способ определения коэффициента пуассона
RU2718631C1 (ru) * 2019-08-20 2020-04-10 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" Способ определения остаточных напряжений
RU2800339C1 (ru) * 2022-08-19 2023-07-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН) Способ определения остаточных напряжений в тонких твердых покрытиях по выпуклости покрытия

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2618500C1 (ru) * 2016-04-28 2017-05-03 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН) Способ определения модуля упругости материала покрытия на изделии
KR101901789B1 (ko) * 2016-11-01 2018-09-27 한국표준과학연구원 재료의 잔류응력 측정 방법
CN108844824B (zh) * 2018-06-27 2020-09-08 西南交通大学 一种基于圆锥形压头的已知材料残余应力测定方法
KR102257004B1 (ko) * 2020-02-24 2021-05-28 (주)프론틱스 압입표면 변위분석을 통한 응력비 및 잔류응력 평가 시스템
KR102393580B1 (ko) * 2020-09-15 2022-05-06 한국생산기술연구원 압축 시험과 압입 시험을 이용한 고변형률 영역의 유동응력곡선 평가 방법
RU2747709C1 (ru) * 2020-09-22 2021-05-13 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН) Способ определения адгезионной прочности тонких твердых покрытий на податливых подложках
KR102454216B1 (ko) * 2020-12-31 2022-10-14 한국화학연구원 고분자 소재의 응력-변형률 선도를 모사하는 방법
CN114777979B (zh) * 2022-04-25 2023-10-13 中国石油大学(华东) 基于压入能量差法的非均匀焊接接头残余应力测试方法
CN117191580B (zh) * 2023-11-07 2024-01-23 中国航发北京航空材料研究院 一种微观残余应力的检测方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2032162C1 (ru) * 1991-10-11 1995-03-27 Бякова Александра Викторовна Способ определения остаточных напряжений
UA82882C2 (ru) * 2005-12-21 2008-05-26 I M Frantsevych Inst Of Proble Способ определения остаточных напряжений
US7472603B2 (en) * 2004-12-16 2009-01-06 Frontics, Inc. Evaluating method of the residual stress determining method using the continuous indentation method
US20100198530A1 (en) * 2007-02-06 2010-08-05 Frontics, Inc. Estimation of non-equibiaxial stress using instrumented indentation technique

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6155104A (en) * 1998-05-26 2000-12-05 Subra Suresh Method and apparatus for determining preexisting stresses based on indentation or other mechanical probing of a material
KR100736436B1 (ko) * 2006-06-14 2007-07-09 한국표준과학연구원 비파괴 표면 압입흔적의 형상분석을 통한 압입경도산출방법
KR100985601B1 (ko) * 2008-11-04 2010-10-06 중앙대학교 산학협력단 표면형상 측정기를 구비한 국소강도 측정장치 및 이를 이용한 시편의 강도 측정방법
KR101071893B1 (ko) * 2009-11-19 2011-10-11 중앙대학교 산학협력단 독립구동형 압입시험 장치
KR100965226B1 (ko) * 2010-02-25 2010-06-22 (주)프론틱스 연속압입시험법을 이용한 잔류응력 측정방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2032162C1 (ru) * 1991-10-11 1995-03-27 Бякова Александра Викторовна Способ определения остаточных напряжений
US7472603B2 (en) * 2004-12-16 2009-01-06 Frontics, Inc. Evaluating method of the residual stress determining method using the continuous indentation method
UA82882C2 (ru) * 2005-12-21 2008-05-26 I M Frantsevych Inst Of Proble Способ определения остаточных напряжений
US20100198530A1 (en) * 2007-02-06 2010-08-05 Frontics, Inc. Estimation of non-equibiaxial stress using instrumented indentation technique

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2715887C1 (ru) * 2019-04-01 2020-03-04 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Способ определения коэффициента пуассона
RU2718631C1 (ru) * 2019-08-20 2020-04-10 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" Способ определения остаточных напряжений
RU2800339C1 (ru) * 2022-08-19 2023-07-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН) Способ определения остаточных напряжений в тонких твердых покрытиях по выпуклости покрытия

Also Published As

Publication number Publication date
EP2952866B1 (en) 2021-01-06
EP2952866A1 (en) 2015-12-09
EP2952866A4 (en) 2016-10-12
WO2014119817A1 (ko) 2014-08-07
KR101373059B1 (ko) 2014-03-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2611078C1 (ru) Способ определения остаточного напряжения с применением инструментального индентирования, носитель информации с соответствующей компьютерной программой и устройство для инструментального индентирования, предназначенное для реализации инструментального индентирования с использованием носителя информации
KR101152323B1 (ko) 계장화 압입시험법을 이용한 비등방향 잔류응력의 평가방법
JP4784774B2 (ja) 連続圧入法を利用した破壊靭性測定方法
Vallin et al. Adhesion quantification methods for wafer bonding
US8655602B2 (en) Hardness test method, hardness tester, and computer-readable storage medium storing program
EP3093646A1 (en) Method for automated parameter and selection testing based on known characteristics of the sample being tested
US7441465B2 (en) Measurement of properties of thin specimens based on experimentally acquired force-displacement data
KR100416723B1 (ko) 잔류응력 측정장치 및 이 장치를 이용한 잔류응력 데이터측정방법, 잔류응력 측정방법 및 이 측정방법을 기록한기록매체
EP3076153A1 (en) Method for calculating an indenter area function and quantifying a deviation from the ideal shape of an indenter
US7149634B2 (en) Method of determining elastic modulus
KR102218594B1 (ko) 미소압흔 주변에 디지털 화상적합기술을 적용하여 재료물성치와 응력상태를 측정하는 장치 및 방법
US7480575B2 (en) Method for detecting mechanical features of a material and apparatus that carries out this method
Peng et al. A cost-effective voice coil motor-based portable micro-indentation device for in situ testing
KR100406154B1 (ko) 압입시험기 및 압입시험기를 이용한 압입시험 데이터측정방법, 물성측정방법, 이 물성측정방법을 이용한 소프트웨어를 저장한 컴퓨터로 판독가능한 기록매체
US10753838B2 (en) Systems and methods for verification and calibration of hamburg wheel tracker devices
Marur et al. Dynamic response of bimaterial and graded interface cracks under impact loading
Richter et al. Four point bending setup for characterization of semiconductor piezoresistance
Baker The analysis of depth-sensing indentation data
JP3880840B2 (ja) 小型材料試験機
CA2916042A1 (en) Contact mechanic tests using stylus alignment to probe material properties
Wang et al. Theoretical models for measuring residual stress by nanoindentation method
Zheng et al. Evaluation the effect of aspect ratio for Young’s modulus of nanobelt using finite element method
Maus et al. Determination of interface fracture parameters: Energy Release Rate and Mode Mixity using FEA
RU2328716C1 (ru) Способ дозированного нагружения поверхностных слоев образцов материалов на растяжение и сжатие и портативное переносное устройство для его реализации
Brueckner et al. Integrated investigation approach for determining mechanical properties of poly-silicon membranes