Постійний і всебічний контроль механічних характеристик матеріалів конструкцій відповідального обладнання є запорукою його стабільної та безпечної експлуатації. Для цього використовуються як неруйнівні так і більш достовірні руйнівні прямі та непрямі методи контролю.У випадку прямих руйнівних методів використовують стандартні зразки циліндричної або плоскої форми, виготовлені за відповідними нормативними документами. Так як найчастіше обсяг матеріалу для виготовлення необхідної кількості стандартних зразків обмежений, то використання непрямих руйнівних методів визначення механічних характеристик набуває особливої актуальності. До таких методів можна віднести метод продавлювання дискових мікрозразків, що отримав в літературі назву SmallPunchTest або SP-test.Метод базується на випробуваннях мініатюрних дискових зразків, вирізаних із мінівирізок досліджуваного матеріалу. Випробування проводяться наступним чином: дисковий мікрозразок закріплюється в спеціальному затискному пристрої та піддається деформуванню стальною кулькою із записом діаграми продавлювання, за параметрами якої за допомогою кореляційних залежностей визначаються механічні характеристики.

При випробуванні металів методом продавлювання стальною кулькою дискового мікрозразка умови тертя в зоні контакту кульки і зразка можуть впливати на процес випробування. В даній роботі досліджено залежність процесу деформування кулькою дискового мікрозразка від сили тертя для широкого діапазону зміни значень коефіцієнту тертя.

Дослідження проводились з використанням програмного комплексу, що базується на методі скінчених елементів. В якості модельного матеріалу використано конструкційну сталь 45. При цьому коефіцієнти тертя f в зоні контакту кульки з поверхнею дискового мікрозразка варіювався від 0 до 0,18. На рис. 1 наведено діаграми деформування дискового мікрозразка із сталі 45 в координатах «навантаження-глибина продавлювання» із коефіцієнтами тертя в зоні контакту рівними: 0; 0,05; 0,08; 0,12, та 0,18.

Рис. 1. Діаграми деформування дискового мікрозразка із сталі 45 при різних коефіцієнтах тертя f у зоні контакту

Видно що діаграми деформування при зміні коефіцієнту тертя від 0 до 0,18 в процесі моделювання на стадіях пружного й пружно-пластичного деформування дискового зразка співпадають. На цих стадіях контакт між кулькою і зразком утворений за рахунок прогину не перевищує 3%. При додаванні до деформацій згину деформацій розтягу зона контакту збільшується, за рахунок чого спостерігається розбіжність діаграм деформування. Найбільший вплив сил тертя спостерігається при досягненні максимального значення навантаження перед руйнуванням, де зона контакту рівна 35%. Різниця максимальних значень навантажень при коефіцієнтах тертя рівних 0 і 0,18 сягає 30%.