通过有限元分析和纳米压痕实验验证原子力显微镜接触力学模型
介观与纳米尺度物理
2025-11-03 v4 定量方法
摘要
在本工作中，我们通过有限元仿真和原子力显微镜 (AFM) 纳米力学测量，验证了对球形压痕针对线性弹性样品的力-压痕曲线进行 Hertz 接触力学模型及其校正的应用。我们系统地研究了大压痕以及垂直空间约束（底部效应）对使用球形压痕针对 Hertz 模型进行纳米力学分析准确性的影响。我们证明了来自文献中提出的大压痕和底部效应校正组合对 Hertz 模型的准确性，并验证了新的线性化 Sneddon 模型形式。我们的结果表明，校正后的 Hertz 模型允许对线性弹性样品（具有可变厚度）在任意大小压痕下准确量化其弹性模量。
引用
@article{arxiv.2406.17157,
title = {Validation of contact mechanics models for Atomic Force Microscopy via Finite Elements Analysis and nanoindentation experiments},
author = {L. Dal Fabbro and H. Holuigue and M. Chighizola and A. Podestà},
journal= {arXiv preprint arXiv:2406.17157},
year = {2025}
}
备注
Updated expanding the simulation results section and including the experimental validation of the models on PA gels. Supp. Info included