Theoretical and experimental investigation of nanoindentation of polymers

聚合物纳米压痕的理论与实验研究

基本信息

项目摘要

While nanoindentation got a reliable mean for the estimation of metal properties, properties of viscoelastic polymers cannot be determined by this method in a simple way. It is our aim to model the nonlinear viscoelastic behaviour of polymers and to determine the involved model parameters from rate-dependent indentation tests. To set up the stage, real experiments are replaced by finite element simulation of the indentation tests. The obtained data are treated as input data for the parameter identification procedure in the sense of a numerical laboratory. The goal of the project is to quantify the influence of the polymer’s viscosity, friction, and adhesion between the polymer layer and the indenter tip. Furthermore it will be proofed up to which accuracy the model parameters can be reidentified from the data of the virtual experiment. Based on this experience real indentation experiments can be performed on viscoelastic materials and evaluated with respect to the model parameters. The results from the indentation tests will be compared to results obtained in uniaxial tension tests.
虽然纳米压痕是估计金属性能的可靠方法,但粘弹性聚合物的性能不能用这种方法简单地确定。我们的目标是模拟聚合物的非线性粘弹性行为,并从速率相关的压痕试验中确定所涉及的模型参数。为了搭建实验平台,用压痕试验的有限元模拟代替了实际实验。所获得的数据被当作数值实验室意义上的参数识别过程的输入数据。该项目的目标是量化聚合物的粘度、摩擦力和聚合物层与压头尖端之间的附着力的影响。此外,还将验证从虚拟实验数据中重新识别模型参数的精度。基于这些经验,可以在粘弹性材料上进行实际压痕实验,并根据模型参数进行评估。压痕试验的结果将与单轴拉伸试验的结果进行比较。

项目成果

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Parameter re‐identification in nanoindentation problems of viscoelastic polymer layers: small deformation
粘弹性聚合物层纳米压痕问题中的参数重新识别:小变形
Surface Roughness Effects in Nanoindentation of Soft Polymers
软聚合物纳米压痕中的表面粗糙度效应
  • DOI:
    10.1002/pamm.201210138
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    S. Diebels
  • 通讯作者:
    S. Diebels
Modelling and parameter re-identification of nanoindentation of soft polymers taking into account effects of surface roughness
Nanoindentation testing of soft polymers : computation, experiments and parameters identification
软聚合物纳米压痕测试:计算、实验和参数识别
  • DOI:
    10.22028/d291-22939
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Nanoindentation of hyperelastic polymer layers at finite deformation and parameter re-identification
  • DOI:
    10.1007/s00419-012-0613-9
  • 发表时间:
    2012-02
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.8
  • 作者:
    Zhaoyu Chen;S. Diebels
  • 通讯作者:
    Zhaoyu Chen;S. Diebels
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