Валєєва, ІринаІринаВалєєваГорошко, ІванІванГорошко2026-06-302026-06-302024-09-12Валєєва, І., Горошко, І. (2024). Simulation of elasto-plastic deformation at scratch test. Bulletin of Taras Shevchenko National University of Kyiv. Physics and Mathematics, 78(1), 57–61. https://doi.org/10.17721/1812-5409.2024/1.1010.17721/1812-5409.2024/1.10https://ir.library.knu.ua/handle/15071834/25844Scratch test is an important investigation method in materials science. It is used to evaluate the mechanical properties of materials and structures, adhesion of coatings, etc. The article is devoted to the actual problem of implementing finite element simulation of scratch tests using ANSYS software with automated nonlinear remeshing. Large plastic deformation occurs at scratch test simulation, which leads to significant distortion of some finite elements and, consequently, to interruption of calculations. When critical values of element distortion are reached, remeshing procedure is launched. That procedure replaces the distorted elements with new ones with improved characteristics. The solution is mapped to a new mesh. A three-dimensional finite element model is built to simulate scratch test of structure. Scratch test simulation requires a large amount of RAM and a lot of disk space to store results and auxiliary files. Therefore, to reduce the calculation time and the required disk space, the dimension of three-dimensional finite element model is reduced by taking into account the symmetry of the problem and using larger elements further from the contact zone. The fields of displacement, stress, and strain on the surface and inside the tested samples were obtained as a result of scratch test simulation. Comparison of the results of scratch test simulation with experimental data can be used in further study to determine the mechanical properties of materials and structures. Pages of the article in the issue: 57 - 61 Language of the article: UkrainianВипробування дряпанням (інструментальне скретч-тестування) є важливим методом дослідження в матеріалознавстві. Воно застосовується для оцінки механічних властивостей матеріалів і структур, дослідження адгезії покриттів тощо. Робота присвячена актуальній проблемі реалізації скінченно-елементного моделювання процесу інструментального скретч-тестування засобами пакету ANSYS із застосуванням техніки автоматизованої нелінійної перебудови сітки. При скінченно-елементному моделюванні процесу скретч-тестування мають місце великі пластичні деформації, які призводять до істотного спотворення (дисторсії) частини скінченних елементів, що викликає аварійне переривання розрахунків. Щоб запобігти цьому, при досягненні критичних значень спотворення елементів запускається процедура перебудови сітки із заміною спотворених елементів на нові, з покращеними характеристиками. Після цього здійснюється відображення розв’язку на нову сітку для продовженя процедури розв’язання задачі. Для моделювання скретч-тестування структури будується тривимірна скінченно-елементна модель. Моделювання скретч-тесту накладає підвищені вимоги до оперативної памяті та потребує багато дискового простору для зберігання результатів і допоміжних файлів. Тому для скорочення часу розрахунків та зменшення необхідного місця на диску розмірність тривимірної скінченно-елементної моделі зменшується при врахуванні симетрії задачі і використанні елементів більшого розміру при віддаленні від контактної зони. Результатом чисельного моделювання процесу скретч-тестування є поле переміщень, напружень та деформацій як на поверхні, так і всередині досліджуваних зразків. Співставлення результатів скінченно-елементного моделювання процесу скретч-тестування з експериментальніми даними може бути використано в подальших дослідженнях для визначення механічних властивостей матеріалів зразка.enscratch testfinite element simulationfilm on substrateANSYSNLADскретч-тестуванняскінченно-елементне моделюванняплівка на підкладціANSYSNLADСтаття