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ORCID:  http://orcid.org/0009-0007-2151-5774
Document type: Trabalho de Conclusão de Curso
Access type: Acesso Aberto
Title: Determinação da flexibilidade elástica de equipamentos de indentação instrumentada
Alternate title (s): Determination of flexibility of instrumented indentation equipment
Author: Silva, Ana Luiza Martins Gomes
First Advisor: Arencibia, Rosenda Valdés
First member of the Committee: Pereira, Mayara Fernanda Pereira
Second member of the Committee: Almeida, Luiz Fernando Maia de
Summary: Atualmente, os ensaios de indentação instrumentada estão ganhando cada vez mais importância, pois representam um método de medição promissor que permite avaliar várias propriedades mecânicas utilizando pequenos volumes de material. Ao contrário dos métodos tradicionais de medição de dureza, os quais analisam apenas a resposta plástica do material, o ensaio de Indentação Instrumentada registra em tempo real tanto a força aplicada quanto o deslocamento resultante da ação do penetrador no corpo de prova. Isso possibilita a avaliação das respostas elásticas e plásticas do material durante o processo de indentação, permitindo o cálculo de várias propriedades estáticas em pequenas amostras de material. Uma vantagem significativa dessa abordagem é a economia de tempo, especialmente na preparação do corpo de prova. No entanto, a análise dos dados e, consequentemente, os resultados podem ser influenciados por diversos fatores. Dentre eles, é possível citar a qualidade da superfície do corpo de prova, o desgaste da ponta do indentador, sua geometria e material, bem como a flexibilidade elástica da estrutura da máquina de ensaio. Quando a estrutura da máquina de ensaio possui flexibilidade elástica diferente de zero, ocorrem deslocamentos não apenas no indentador, mas também na própria estrutura, especialmente quando são aplicadas forças de indentação elevadas, fenômeno que impacta negativamente nos resultados das medições. Dessa forma, no presente trabalho, avaliou-se a flexibilidade elástica de dois equipamentos de indentação instrumentada – o PropinSitu II e o Stress-Strain Microprobe® (SSM-M1000™) - baseando-se no método de regressão linear da função C_t vs. F^(-0,5), proposto por Ullner et al. (2010). Assim, os valores de flexibilidade elástica obtidos para os equipamentos PropinSitu II e SSM-M1000™ foram de C_m~ 6,6 nm/N e C_m~ 4,1 nm/N, respectivamente. Ao analisar esses resultados, duas conclusões principais podem ser destacadas: o equipamento SSM-M1000™ exibe uma rigidez superior em comparação com o PropinSitu II, e os baixos valores de flexibilidade elástica sugerem que não há comprometimento significativo sobre os ensaios de indentação realizados nos equipamentos avaliados.
Abstract: Currently, instrumented indentation tests are becoming increasingly important, as they represent a promising measurement method that allows a variety of mechanical properties to be measured using small volumes of material. Unlike traditional hardness measurement methods, which only analyze the plastic response of the material, the instrumented indentation test records in real time both the force applied and the displacement resulting from the action of the penetrator on the specimen. This makes it possible to evaluate the elastic and plastic responses of the material during the indentation process, allowing the calculation of various static properties on small material samples. A significant advantage of this approach is that it saves time, especially in preparing the specimen. However, the analysis of the data and, consequently, the results can be influenced by various factors. These include the quality of the specimen surface, the wear of the indenter tip, its geometry and material, as well as the compliance of the testing machine frame. When the structure of the testing machine has non-zero compliance, displacements occur not only in the indenter, but also in the structure itself, especially when high indentation forces are applied, a phenomenon which has a negative impact on the measurement results. Therefore, this study evaluated the compliance of two instrumented indentation machines - the PropinSitu II and the Stress-Strain Microprobe® (SSM-M1000™) - based on the linear regression method of the C_t vs. F^(-0,5), function proposed by Ullner et al. (2010). Thus, the compliance values obtained for the PropinSitu II and SSM-M1000™ machine were C_m~ 6,6 nm/N and C_m~ 4,1 nm/N, respectively. When analyzing these results, two main conclusions can be noted: the SSM-M1000™ machine exhibits superior stiffness compared to the PropinSitu II, and the low elastic flexibility values suggest that there is no significant compromise on the indentation tests carried out on the machine evaluated.
Keywords: Indentação instrumentada
Flexibilidade elástica
Métodos analíticos
Regressão linear
Instrumented indentation
Compliance
Analytical methods
Linear regression
Area (s) of CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Quote: SILVA, Ana Luiza Martins Gomes. Determinação da flexibilidade elástica de equipamentos de indentação instrumentada. 2023. 57 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia 2024.
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/41079
Date of defense: 30-Nov-2023
Appears in Collections:TCC - Engenharia Mecânica

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