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Empreu aquest identificador per citar o enllaçar aquest ítem: http://hdl.handle.net/2099.1/3185

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Títol: Modelo experimental de plastilina para el estudio del modo de deformación de materiales bajo indentación puntiaguda
Autor: Bermúdez Jiménez, Rafael
Tutor/director/avaluador: Alcalá Cabrelles, Jorge Veure Producció científica UPC
Universitat: Universitat Politècnica de Catalunya
Càtedra /Departament: Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal•lúrgica
Matèries: Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials::Assaig de materials::Assaigs mecànics
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials::Materials plàstics i polímers
Data: jun-2005
Tipus de document: Master thesis (pre-Bologna period)
Descripció: En los últimos años, debido a las ventajas que proporciona, se ha desarrollado la técnica de ensayo de indentación instrumentada que permite, potencialmente, determinar las propiedades mecánicas de volúmenes pequeños de material, como capas finas para aplicaciones microelectrónicas, barreras térmicas y recubrimientos contra el desgaste. Las propiedades mecánicas de los materiales están íntimamente relacionadas con el modo en que se desarrollan las deformaciones plásticas debajo del indentador, y estos modos de deformación están influenciados por las propiedades mecánicas del recubrimiento y del sustrato. Existen diversos estudios numéricos, entre otros, la simulación por elementos finitos, enfocados a determinar esos modos de deformación dando como resultado unos mapas de distribución de tensiones y deformaciones, [45], pero no existe un método experimental sencillo que permita obtener mapas de deformación reales para compararlos con los resultados obtenidos numéricamente. Ante esta necesidad, se pensó en elaborar un procedimiento experimental sencillo, barato, y reproducible con un material modelo, la plastilina, que permita obtener un mapa de deformación en dos dimensiones de un contacto mecánico entre un indentador puntiagudo tipo Vickers o Berkovich y compararlos con los obtenidos numéricamente mediante simulación por elementos finitos. Estos mapas deben representar los mapas de deformación de metales con gran capacidad de deformación plástica obtenidos con el método por elementos finitos, tanto para materiales masivos como para recubrimientos blandos sobre sustratos duros. Una particularidad de la plastilina, que la hace atractiva para tal fin, es el hecho de que las propiedades mecánicas de la misma cambian con el color, permitiendo así representar un rango más o menos amplio de metales. En primer lugar se realizó un estudio constitutivo de la plastilina para extraer las propiedades mecánicas de la misma mediante un ensayo de compresión uniaxial. Estas propiedades se utilizaron para simular el ensayo de indentación por elementos finitos. A continuación se realizaron estudios experimentales y teóricos de la mecánica del contacto, (elasto-plástico frente a totalmente plástico), en la plastilina a través de las curvas carga-desplazamiento, huellas residuales de indentación y mapas de deformación, obtenidos mediante ensayos de indentación instrumentada en la plastilina másica, y en la plastilina formando parte de un sistema recubrimiento-sustrato. Como el material simulado por elementos finitos es isótropo e insensible a la velocidad de deformación, se analizó la influencia de la velocidad de penetración, la dirección y el tiempo transcurrido entre lotes ensayados, tanto en el ensayo de compresión como en el de indentación. Por último se comparan los resultados experimentales y numéricos.
URI: http://hdl.handle.net/2099.1/3185
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