دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر 2008-6032 57 3 2025 05 22 Determination of Elastic Modulus Using Spherical Ball Indentation, Brinell Test Results تعیین مدول الاستیک با استفاده از نتایج آزمون نفوذ ساچمه کروی، برینل 267 282 5796 10.22060/mej.2025.24089.7838 FA سجاد رسائی گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه صنعتی کرمانشاه، کرمانشاه، ایران Journal Article 2025 04 20 <span style="letter-spacing: .05pt;">The stress–strain behavior of materials is traditionally characterized using uniaxial tensile or compression tests. However, these conventional methods are often impractical when dealing with small material volumes or when localized mechanical property evaluation is required. As a non-destructive, simple, and widely applicable alternative, the spherical indentation hardness test presents a promising approach for estimating mechanical properties such as the elastic modulus. In this study, a methodology based on the Brinell hardness testing principle is introduced to estimate the elastic modulus of materials. The obtained results are validated against data derived from standard uniaxial tensile tests. The findings reveal that the estimated elastic modulus values are significantly influenced by the applied indentation load, with optimal accuracy achieved at a specific load level. Deviations from this optimal load, whether higher or lower, result in diminished estimation accuracy, primarily due to variations in material pile-up or sink-in phenomena surrounding the indentation zone. These effects alter the penetration depth measurement and, consequently, the calculated mechanical properties. The proposed method demonstrated an estimation error of less than 5% for the elastic modulus. Moreover, the optimal indentation load is found to be material-dependent and should be determined prior to application. Overall, the results confirm that this method provides a reliable, non-destructive means of estimating the elastic modulus, particularly in situations where material availability is constrained or localized evaluation is required under in-service conditions.</span> <span lang="FA" style="font-family: 'B Nazanin'; font-weight: normal;">رفتار تنش-کرنش مواد معمولاً در آزمون کشش یا فشار تک محوری بررسی می‌شود. با این حال، این روش‌ها به طور کلی برای مقادیر کوچک مواد و یا به‌طور موضعی قابل استفاده نیستند. آزمون سختی‌سنجی با استفاده از نفوذکننده کروی، پتانسیل پر کردن این شکاف را با امکان تخمین دقیق خواص مکانیکی را دارد. در این مقاله تکنیکی مبتنی بر اصول آزمون سختی‌سنجی برینل، برای تخمین مقدار مدول الاستیک ارائه شده‌است. مدول الاستیک نمونه مورد آزمایش با استفاده از تکنیک ارائه‌شده محاسبه و سپس نتایج به‌دست آمده با استفاده از نتایج آزمون کشش ساده صحت‌سنجی شده‌اند. بر اساس نتایج، مقادیر تخمین زده‌شده تابع نیروی نفوذ هستند و برای نیروی مشخصی بهترین دقت حاصل می‌شود و مقادیر کمتر و بیشتر نیرو باعث کاهش قابل توجه دقت خواهد شد؛ نیروی‌نفوذ با تاثیر بر مقدار برآمدن یا فرورفتن مواد در اطراف ناحیه نفوذ دقت عمق‌نفوذ اندازه‌گیری شده را تحت تاثیر قرار می‌دهد و بر دقت مقادیر تخمین‌زده شده تاثیر می‌گذارد. در این پژوهش مقدار مدول الاستیک با خطای کمتر از ۵ درصد محاسبه شده‌است. مقدار مناسب نیروی نفوذ تابع جنس است و باید پیش از استفاده از این تکنیک تعیین شود. نتایج تایید می‌کنند که این روش می‌تواند با دقت مناسب برای تخمین مقدار مدول الاستیک قطعات و تجهیزات، بویژه برای مواد محدود و یا خواص موضعی، حین بهره‌برداری و طی یک آزمون غیرمخرب استفاده شود.</span> https://mej.aut.ac.ir/article_5796_49856ed476ad01fcff881d57e161d73f.pdf