Výpočtové modelování nanoindentace

Abstract

Dizertační práce se zabývá výpočtovým modelováním nanoindentační zkoušky. V úvodu práce je provedena rešerše, která je zaměřena na nanoindentační zkoušku a analytické modely, které byly využity pro odvození vztahů používaných při vyhodnocování naměřených dat. Analytické modely byly odvozeny za několika zjednodušujících předpokladů, jejichž vliv je analyzován ve výpočtové části. Samotná výpočtová část se zabývá výpočtovým modelováním nanoindentační zkoušky pomocí metody konečných prvků, a to zejména nanoindentační zkoušky křemenného skla, oceli a v poslední části také tenkých vrstev nadeponovaných na substrát. Za pomocí těchto modelů byly výpočty zpřesněny o vliv radiálních posunutí pod hrotem indentoru a korekční součinitel zahrnující vliv tvaru hrotu. Dále byl analyzován vliv otupení hrotu a jeho náklonu na tvarovou funkci. Poslední část věnující se tenkým vrstvám byla zaměřena zejména na ověření desetinového pravidla pro určování redukovaného modulu a tvrdosti s využitím otupeného a ostrého Berkovičova indentoru.Doctoral thesis is aimed on the computation modelling of a nanoindentation test. The informa-tional research of nanoindentation test and analytical models, which were used for derivation of the formulas for evaluation of measured data, is done in the introduction. Analytical models were derived with few simplifying assumptions, whose influence was analyzed in the computa-tional part of the thesis. This part is aimed on the computational modelling of nanoindentation test with the use of finite element method, especially the nanoindentation test of fused silica, steel and thin layers deposited on substrate. These models were used for refinement of calculations by the influence of radial displacements under the tip of indenter and correction coefficient for the indenter shape. In the next part, the influence of the indenter bluntness and tilt on its shape function was analyzed. The last part of the thesis dealing with thin layers was aimed on the verification of one tenth rule of thumb for determination of reduced modulus and hardness with the blunted and ideal Berkovich indenter.