Анализ упругих и упругопластических моделей при интерпретации результатов наноиндентирования

Одним из актуальных и широко распространенных в настоящее время методов неразрушающих испытаний для контроля и определения упругих свойств материалов является наноиндентирование. При этом для интерпретации результатов  испытаний возникает нетривиальная задача построения адекватной математической модели процесса индентирования. Как правило, во многих случаях  используются аналитические формулы, полученные при упругой линейной постановке задач о внедрении недеформируемого  штампа в  однородное упругое  полупространство. В  настоящее время численная постановка задачи  позволяет получить и использовать численное решение, полученное с учетом полного пластического нелинейного поведения материала. В данной работе проведено исследование контактных задач о внедрении сферического и конического инденторов в упругопластическое однородное полупространство. Для верификации численного решения также решена задача о внедрении сферического и конического инденторов в упругое однородное полупространство, проведено сравнение с известными аналитическими решениями. Исследуются вопросы сходимости и настройки численных методов, влияния пластичности и применимости аналитических решений. Численно задачи решаются методом конечных элементов в программном комплексе Ansys Mechanical.

непрерывный контакт, контактная механика, контактная задача, индентирование, конический индентор, сферический индентор, метод конечных элементов