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【24h】

Load-displacement behavior during sharp indentation of viscous-elastic-plastic materials

机译：粘弹塑性材料急剧压入过程中的载荷位移行为

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摘要

A model is developed that describes the sharp indentation behavior of time-dependent materials. The model constitutive equation is constructed from a series of quadratic mechanical elements, with independent viscous (dashpot), elastic (spring), and plastic (slider) responses. Solutions to this equation describe features observed under load-controlled indentation of polymers, including creep, negative unloading tangents, and loading-rate dependence. The model describes a full range of viscous-elastic-plastic responses and includes as bounding behaviors time-independent elastic-plastic indentation (appropriate to metals and ceramics) and time-dependent viscous-elastic indentation (appropriate to elastomers). Experimental indentation traces for a range of polymers with different material properties (elastic modulus, hardness, viscosity) are deconvoluted and ranked by calculated time constant. Material properties for these polymers, deconvoluted from single load-unload cycles, are used to predict the indentation load-displacement behavior at loading rates three times slower and faster, as well as the steady-state creep rate under fixed load.
机译：开发了一个描述随时间变化的材料的尖锐压痕行为的模型。该模型的本构方程由一系列具有独立粘性（阻尼器），弹性（弹簧）和塑性（滑块）响应的二次机械元素构成。该方程的解描述了在聚合物的负载控制压痕下观察到的特征，包括蠕变，负卸载切线和加载速率依赖性。该模型描述了整个范围的粘弹塑性响应，并且包括与时间无关的弹塑性压痕（适用于金属和陶瓷）和与时间有关的粘弹性压痕（适用于弹性体）作为边界行为。对具有不同材料特性（弹性模量，硬度，粘度）的一系列聚合物的实验压痕迹线进行反卷积，并通过计算的时间常数对其进行排名。这些聚合物的材料特性（从单个加载-卸载循环中反褶积得到）用于预测压痕载荷-位移行为，该载荷在慢和快三倍的加载速率下以及在固定载荷下的稳态蠕变速率下。

著录项

  • 来源
    《Journal of Materials Research》 |2003年第1期|p.139-150|共12页
  • 作者

    Michelle L. Oyen; Robert F. Cook;

  • 作者单位

    Department of Chemical Engineering and Materials Science, University of Minnesota, Minneapolis, Minnesota 55455;

  • 收录信息 美国《科学引文索引》(SCI);美国《工程索引》(EI);美国《生物学医学文摘》(MEDLINE);
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
  • 中图分类 工程材料学;
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