Mechanical characterization of elastic/viscoplastic response of polymeric materials using depth sensing nano-indentation

L. SANCHEZ FELLAY; L. A. FASCE; P.M. FRONTINI

Sante Fe

Congreso; Congreso Internacional de Metalurgia y Materiales SAM-CONAMET / IBEROMAT 2014; 2014

Una gran cantidad de trabajos han sido publicados en los últimos tiempos para extraer propiedades mecánicas de materiales usando nano indentación instrumentada. Estos trabajos fueron muy importantes, pero para materiales poliméricos, presentan varios inconvenientes debidos en su mayoría a la dependencia que éstos muestran con la velocidad de deformación. Esta dependencia puede ser vista utilizando nano indentación, por lo cual es información que puede ser capturada. En este trabajo, una estrategia numérica para extraer las propiedades del modelo elasto-viscoplástico propuesto por Arruda y Boyce es desarrollada. Un material virtual es indentado utilizando una rampa de carga de tres etapas, las cuales separan los comportamientos elástico, viscoso y plástico del material. Utilizando un método inverso que compara la curva experimental con las calculadas por elementos finitos hasta obtener curvas que difieran en un valor predefinido, los parámetros de la ecuación constitutiva son recuperados. La rampa de carga consta de tres etapas, la carga, el tiempo de holding y la descarga. Se varían los tiempos de carga y descarga como así también el tiempo de holding para lograr una mejor representación de comportamiento mecánico de material.