有限要素法を用いたナノインデンテーション負荷曲線解析

抄録

本研究では圧子力学に依らない半経験則的な解析法により、負荷過程から降伏応力を直接導出する手法を開発した。圧子圧入は有限要素法でシミュレートした。モデルは歪み硬化を伴う弾‐塑性体であり、ヤング率、ポアソン比、降伏応力、線形加工硬化係数を与えた。降伏応力と負荷曲線における荷重-押込み深さの2乗係数との関係を曲線近似した結果、その曲線は線形加工硬化係数ごとに分離されることが分かった。2つの異なる先端角の圧子に対しシミュレーションした結果を利用して、測定対象の降伏応力と線形加工硬化係数を導出した。未知の試料に本研究で開発した解析法を適用した結果、降伏応力と線形加工係数を高精度に得られることが分かった。