Comparaison entre les déformations représentatives de l’indentation Vickers et de l’indentation sphérique

Comparison between representative deformations in Vickers indentation and spherical indentation

¹ LGCGM EA3913, INSA de Rennes, 20 avenue des Buttes de Coësmes, 35708 Rennes Cedex 7, France
olivier.bartier@univ-rennes1.fr
² Universitéde Rennes 1, IUT, 3 rue du clos Courtel, 35704 Rennes Cedex, France

Reçu : 13 Décembre 2012
Accepté : 11 Juillet 2013

Résumé

Le concept de déformation représentative est souvent employé lors de la détermination de la loi d’écrouissage d’un matériau par indentation. Une nouvelle méthodologie de détermination de la déformation représentative en indentation Vickers et sphérique est présentée dans cet article. Les résultats obtenus à partir de cette méthodologie montrent qu’il n’existe pas de constante universelle de déformation représentative indépendante des paramètres mécaniques des matériaux indentés par des pénétrateurs Vickers et sphérique. Il est montreégalement que la déformation représentative de l’indentation Vickers ou sphérique est beaucoup plus faible lorsque celle-ci est obtenue à partir de courbe d’indentation, F-h, plutôt qu’à partir de la relation entre l’effort appliqué et le rayon de contact, F-a. En choisissant une même déformation représentative en indentation sphérique et en indentation Vickers, les résultats montrent que le même facteur de confinement est obtenu. Ce résultat montre qu’il est possible de trouver une analogie parfaite entre ces deux types d’indentation. Les valeurs de déformations représentatives obtenues montrent que la prise en compte simultanée des relations F-a et F-h permet à priori de caractériser la loi d’écrouissage à deux paramètres inconnus d’un matériau indenté. Dans le cas de l’indentation sphérique, l’identification d’une loi d’écrouissage d’un matériau à partir de F-a et de F-h doit amener à une détermination plus précise de la loi d’écrouissage σ-ε.

Abstract

The application of the concept of the representative strain is often used in the stress-strain curve determination from indentation test. A new methodology for determining the representative strain for spherical and for Vickers indentation is presented in this article. The results obtained from this methodology show that there is no universal value of representative strain independent of the mechanical parameters of materials indented by Vickers indentation and spherical indentation. It is also shown that the representative strain, obtained by Vickers or by spherical indentation, is much lower when it is obtained from the relationship between the applied force and the penetration depth, F-h, rather than from the relationship between the applied force and the contact radius, F-a. By choosing the same representative strain value in spherical indentation and in Vickers indentation, the results show that the same constraint factor is obtained. Hence, it is possible to determine a perfect analogy between the two types of indentation. For Vickers indentation, the values of the calculated representative strains show that simultaneous measurement of relationships F-a and F-h allows to characterize the hardening law with two unknown parameters. In the case of the spherical indentation, the identification of a material hardening law from simultaneous measurements relationships F-a and F-h should lead to a more accurate determination of the stress-strain curve.