Numerical estimation of crack behaviour and apparent fracture toughness of layered composites with strong interfaces

0332095 - ÚFM 2010 RIV CA eng C - Konferenční příspěvek (zahraniční konf.)
Šestáková, Lucie - Náhlík, Luboš - Hutař, Pavel
Numerical estimation of crack behaviour and apparent fracture toughness of layered composites with strong interfaces.
[Numerický odhad chování trhliny a zdánlivá lomová houževnatost vrstvených kompozitů s ostrým rozhraním.]
Proceedings of 12th International Conference on Fracture. Ottawa: NRCan - CANMET, 2009, s. 1-10. ISBN N.
[International Conference on Fracture /12./. Ottawa (CA), 12.07.2009-17.07.2009]
Grant CEP: GA AV ČR(CZ) KJB200410803; GA ČR GA101/08/1623; GA ČR GD106/09/H035
Výzkumný záměr: CEZ:AV0Z20410507
Klíčová slova: ceramic laminate * crack propagation direction * material interface
Kód oboru RIV: JL - Únava materiálu a lomová mechanika

Crack growth in a ceramics laminate body was investigated with regard to change of crack propagation direction on material interfaces. During experimental testing the discrepancy in crack propagation direction occurred in contrast to expectations (straight propagation under mode I of loading was assumed). Conditions of experimental method (four point bending) were modeled by the finite element method. The maximum tangential stress criterion and a criterion based on strain energy density factor were used for the estimation of crack propagation directions on material interfaces. The paper presented demonstrates possibilities for the estimation of crack behavior during its growth in ceramics laminates. The results obtained can be used for the design of new layered ceramics and the reliable estimation of crack behavior in the materials considered.

V práci bych zkoumán růst trhliny v keramických laminátech s ohledem na změnu směru šíření trhliny na rozhraní materiálů. Během experimentálního měření se ukázal rozpor mezi očekávaným a pozorovaným směrem šíření trhliny. Provedený experiment (čtyřbodový ohyb) byl následně modelován pomocí metody konečných prvků. K určení dalšího směru šíření trhliny bylo použito jak kritéria maximálních tangenciálních napětí tak i faktoru hustoty deformační energie. Práce demonstruje možnosti odhadu lomového chování během vlastního růstu v keramických laminátech. Získané výsledky mohou být využity při návrhu nových vrstevnatých kompozitů a spolehlivému odhadu lomového chování těchto materiálů.
Trvalý link: http://hdl.handle.net/11104/0177440