Estudio sobre la influencia de la deformación del indentador de interpretación de los ensayos de indentación instrumentada

El presente proyecto versa a cerca de las técnicas de indentación instrumentada las cuales permiten, mediante el análisis de las curvas P-h, extender los ensayos típicos de dureza a fin de la caracterización de propiedades mecánicas fundamentales de materiales tales como el módulo elástico, límite elástico y coeficiente de endurecimiento. Hasta el presente, el análisis de dichas curvas se efectúa asumiendo que la deformación elástica del indentador sigue una relación teórica que ha sido formulada para indentadores esféricos. En el proyecto se realizan simulaciones tridimensionales de ensayos de indentación Berkovich a fin de desarrollar una metodología precisa que permita establecer la influencia de la deformación elástica de estos indentadores durante la descarga de la curva P-h. En particular, se considera la influencia de dicha deformación sobre la profundidad de penetración residual que resulta al descargar por completo el ensayo. La evaluación correcta de este parámetro es esencial en la extracción de propiedades mecánicas a partir de ensayos de indentación. En el presente trabajo se muestra la influencia que ejerce el módulo del indentador en los parámetros característicos de un ensayo de indentación realizado por elementos finitos y las desviaciones que se observan cuando se comparan con simulaciones en las cuales el indentador es rígido. Se pretende presentar los fundamentos teóricos de la teoría de plasticidad necesarios para poder realizar un estudio a nivel fundamental de los ensayos de indentación. Se exponen las técnicas y metodologías utilizadas para la realización del análisis mediante elementos finitos, así mismo, se introducen también todos los conocimientos necesarios para la comprensión de dichos ensayos haciendo hincapié en los conceptos más relevantes que se desarrollan a lo largo del estudio. Se incluyen los resultados obtenidos del análisis de las simulaciones así como una discusión de los mismos, realizando en último lugar las conclusiones pertinentes. Al final del documento se adjunta un anexo en el cual se exponen con mayor detenimiento cálculos, datos, información etc. que puede ayudar a la comprensión de determinados resultados