zldmЗаводская лаборатория. Диагностика материаловIndustrial laboratory. Diagnostics of materials1028-68612588-0187ООО «Издательство «ТЕСТ-ЗЛ»zldm-363Research ArticleМЕХАНИКА МАТЕРИАЛОВ: ПРОЧНОСТЬ, РЕСУРС, БЕЗОПАСНОСТЬMECHANICAL TESTING METHODSРАСПРЕДЕЛЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЙ И ДЕФОРМАЦИЙ В ДЕФОРМИРОВАННОМ ОБЪЕМЕ МЕТАЛЛА ПРИ ВДАВЛИВАНИИ СФЕРИЧЕСКОГО ИНДЕНТОРАDistribution of Stresses and Strains in a Deformed Volume of Metal upon Indentation of a Spherical IndenterМатюнинВ. М.MatyuninV. M.MatiuninVM@mpei.ruКазанцевА. Г.KazantsevA. G.Kazantsev_a_g@mail.ruМарченковА. Ю.MarchenkovA. Yu.MatiuninVM@mpei.ruНациональный исследовательский университет «МЭИ»Russian FederationОАО «НПО «ЦНИИТМАШ»Russian Federation201710012017831 ч.I7277Copyright © Матюнин В.М., Казанцев А.Г., Марченков А.Ю., 20172017Матюнин В.М., Казанцев А.Г., Марченков А.Ю.Matyunin V.M., Kazantsev A.G., Marchenkov A.Y.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.zldm.ru/jour/article/view/363

Исследовано распределение напряжений и деформаций в деформированном металле под отпечатками, полученными вдавливанием сферического индентора с разной степенью нагружения. Для этого использованы метод твердости и метод конечных элементов. Показано, что эти методы дополняют друг друга и их совместное использование дает более полную информацию о значениях напряжений и деформаций в различных зонах деформированного объема металла.

Hardness method and method of finite elements are used to study distribution of stresses and strains in the deformed metal under the impression produced by indentation of a spherical indenter with different degree of loading. It is shown that those methods complement each other and their combined use provides more information about the values of stress and strain in different zones of the deformed volume of the metal.

сферический инденторвдавливаниеинтенсивность напряженийинтенсивность деформацийгидростатическое ядродеформированный объемтвердостьметод конечных элементовspherical indenterindentationstress intensitystrain intensityhydrostatic corestrained metalhardnessfinite elements methodReferencesJohnson K. L. Contact mechanics. - Cambridge: Cambridge University Press, 1985. - 452 p.Johnson K. L. Contact mechanics. - Cambridge: Cambridge University Press, 1985. - 452 p.Giannakopoulos A. E., Suresh S. Determination of elastoplastic properties by instrumented sharp indentation / Scripta Mater. 1999. Vol. 40. Issue 10. P. 1191-1198.Giannakopoulos A. E., Suresh S. Determination of elastoplastic properties by instrumented sharp indentation / Scripta Mater. 1999. Vol. 40. Issue 10. P. 1191-1198.Савицкий Ф. С., Вандышев Б. А., Якутович М. В. Распределение наклепа вокруг конического отпечатка / Заводская лаборатория. 1948. Т. 14. № 12. С. 1476 - 1479.Савицкий Ф. С., Вандышев Б. А., Якутович М. В. Распределение наклепа вокруг конического отпечатка / Заводская лаборатория. 1948. Т. 14. № 12. С. 1476 - 1479.Марковец М. П. Построение диаграмм истинных напряжений по твердости и технологической пробе / Журнал технической физики. 1949. Т. 19. Вып. 3. С. 371 - 382.Марковец М. П. Построение диаграмм истинных напряжений по твердости и технологической пробе / Журнал технической физики. 1949. Т. 19. Вып. 3. С. 371 - 382.Oka Y. I., Matsumura M., Funaki H. Measurements of plastic strain below an indentation and piling-up between two adjacent / Wear. 1995. Vol. 186 - 187. Part 1. P. 50 - 55.Oka Y. I., Matsumura M., Funaki H. Measurements of plastic strain below an indentation and piling-up between two adjacent / Wear. 1995. Vol. 186 - 187. Part 1. P. 50 - 55.Дель Г. Д. Определение напряжений в пластической области по распределению твердости. - М.: Машиностроение, 1971. - 200 с.Дель Г. Д. Определение напряжений в пластической области по распределению твердости. - М.: Машиностроение, 1971. - 200 с.Chaudhri M. M. Subsurface plastic strain distribution around spherical indentations in metals / Philos. Mag. A. Phys. Cond. Matter Struct. Defects Mech. Properties. 1996. Vol. 74. Issue 5. P. 1213 - 1224.Chaudhri M. M. Subsurface plastic strain distribution around spherical indentations in metals / Philos. Mag. A. Phys. Cond. Matter Struct. Defects Mech. Properties. 1996. Vol. 74. Issue 5. P. 1213 - 1224.Матюнин В. М. Индентирование в диагностике механических свойств материалов. - М.: Издательский дом МЭИ, 2015. - 288 с.Матюнин В. М. Индентирование в диагностике механических свойств материалов. - М.: Издательский дом МЭИ, 2015. - 288 с.Chaudhri M. M. Subsurface strain distribution around Vickers hardness indentations in annealed polycrystalline copper / Scripta Mater. 1998. Vol. 46. Issue 9. P. 3047 - 3056.Chaudhri M. M. Subsurface strain distribution around Vickers hardness indentations in annealed polycrystalline copper / Scripta Mater. 1998. Vol. 46. Issue 9. P. 3047 - 3056.Chaudhri M. M. Subsurface deformation patterns around indentations in work-hardened mild-steel / Philosophical magazine letters. 1993. Vol. 67. P. 107-115.Chaudhri M. M. Subsurface deformation patterns around indentations in work-hardened mild-steel / Philosophical magazine letters. 1993. Vol. 67. P. 107-115.Ludwig P., Scheu R. Vergleichende Zug-, Druck- und Walzversuche / Stahl und Eisen. 1925. Vol. 45. P. 373 - 381.Ludwig P., Scheu R. Vergleichende Zug-, Druck- und Walzversuche / Stahl und Eisen. 1925. Vol. 45. P. 373 - 381.Бакиров М. Б., Зайцев М. А., Фролов И. В. Математическое моделирование процесса вдавливания сферы в упругопластическое полупространство / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2001. Т. 67. №1.С. 37-47.Бакиров М. Б., Зайцев М. А., Фролов И. В. Математическое моделирование процесса вдавливания сферы в упругопластическое полупространство / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2001. Т. 67. №1.С. 37-47.Cheng Y., Li Z. Hardness obtained from conical indentations with various cone angles / J. Mater. Res. 2000. Vol. 15. Issue 12. P. 28302835.Cheng Y., Li Z. Hardness obtained from conical indentations with various cone angles / J. Mater. Res. 2000. Vol. 15. Issue 12. P. 28302835.Nolan G. Scale effects in microindentation of ductile crystals. Thesis for the degree of Master of Science in mechanical engineering. - Boston: Massachusetts Institute of technology, 2000. - 94 p.Nolan G. Scale effects in microindentation of ductile crystals. Thesis for the degree of Master of Science in mechanical engineering. - Boston: Massachusetts Institute of technology, 2000. - 94 p.Koeppel B. J., Subhash G. Characteristics of residual plastic zone under static and dynamic Vickers indentations / Wear. 1999. Vol. 224. Issue 1. P. 56 - 67.Koeppel B. J., Subhash G. Characteristics of residual plastic zone under static and dynamic Vickers indentations / Wear. 1999. Vol. 224. Issue 1. P. 56 - 67.Mesarovic S. J., Fleck N. A. Spherical indentation of elastic-plastic solids / Proc. Royal Soc. A. Math. Phys. Engin. Sci. 1999. Vol. 455. Issue 1987. P. 2707-2728.Mesarovic S. J., Fleck N. A. Spherical indentation of elastic-plastic solids / Proc. Royal Soc. A. Math. Phys. Engin. Sci. 1999. Vol. 455. Issue 1987. P. 2707-2728.Biwa S., Storakers B. An analysis of fully plastic Brinell / J. Mech. Phys. Solids. 1995. Vol. 43. Issue 8. P. 1303 - 1333.Biwa S., Storakers B. An analysis of fully plastic Brinell / J. Mech. Phys. Solids. 1995. Vol. 43. Issue 8. P. 1303 - 1333.Demiral M., Roy A., El Sayed T., Silberschmidt V. V. Influence of strain gradients on lattice rotation in nano-indentation experiments: A numerical study / Mater. Sci. Engin. A. 2014. Vol. 608. P. 73 - 81.Demiral M., Roy A., El Sayed T., Silberschmidt V. V. Influence of strain gradients on lattice rotation in nano-indentation experiments: A numerical study / Mater. Sci. Engin. A. 2014. Vol. 608. P. 73 - 81.Kramer D., Huang H., Kriese M., Robach J., Nelson A., Wright A., Bahr D., Gerberich W. Yield strength predictions from the plastic zone around nanocontacts / Acta Mater. 1998. Vol. 47. Issue 1. P. 333 - 343.Kramer D., Huang H., Kriese M., Robach J., Nelson A., Wright A., Bahr D., Gerberich W. Yield strength predictions from the plastic zone around nanocontacts / Acta Mater. 1998. Vol. 47. Issue 1. P. 333 - 343.Matyunin V. M., Dubov A. A., Marchenkov A. Yu. Scale factor in determining the hardness of metal materials / Inorg. Mater. 2010. Vol. 46. N15. P. 1692- 1695.Matyunin V. M., Dubov A. A., Marchenkov A. Yu. Scale factor in determining the hardness of metal materials / Inorg. Mater. 2010. Vol. 46. N15. P. 1692- 1695.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.