Fracture Resistance Evaluation of Fibre Reinforced Brittle Matrix Composites

0026190 - ÚFM 2006 RIV CH eng J - Journal Article
Dlouhý, Ivo - Chlup, Zdeněk
Fracture Resistance Evaluation of Fibre Reinforced Brittle Matrix Composites.
[Hodnocení odolnosti vůči lomu vláknových kompozitů s křehkou matricí.]
Key Engineering Materials. Roč. 290, - (2005), s. 167-174. ISSN 1013-9826.
[Fractography of Advanced Ceramics /2./. Stará Lesná, 03.10.2004-06.10.2004]
R&D Projects: GA AV ČR(CZ) IAA2041003; GA ČR(CZ) GA101/02/0683
Keywords : fibre-reinforced ceramics * glass matrix composites * chevron notch
Subject RIV: JL - Materials Fatigue, Friction Mechanics
Impact factor: 0.224, year: 2005

Determination of the fracture toughness using specimens with straight and/or chevron notch in the three point bend test for monolithic ceramic materials can be taken as standardized techniques. In case of composite materials, mainly of brittle matrix reinforced by unidirectional fibres the crack growth resistance increases as the crack propagates. In addition, the long fibres stimulate delaminations along fibre - matrix interface perpendicularly to the major crack. Fracture toughness determination in cases when delaminations take place is difficult. The chevron notch technique could be the right way to overcome this difficulty and obtain exact fracture toughness characteristics by its natural ability to "keep" the direction of major crack. Based on fractographic analyses some examples are described to show potential of the chevron notch technique for fracture resistance characterisation of the studied composite including comparison of data from chevron and straight notch technique etc.

Určování lomové houževnatosti za použití vzorků s rovným vrubem, příp. s chevronovým vrubem zatěžovaných tříbodovým ohybem je u monolitických keramik považováno za standardní techniku. V případě kompozitních materiálů, u kompozitů s křehkou matricí vyztuženou dlouhými vlákny obzvláště, odpor proti šíření trhliny vzrůstá se šířením trhliny. Navíc dlouhá vlákna stimulují delaminaci kolmo na magistrální trhlinu podél rozhraní vláken s matricí. Určování lomové houževnatosti je v těchto případech komplikované. Technika využívající chevronový vrub může být jednou z cest, jak tyto problémy překonat a získat určitou charakteristiku houževnatosti díky přirozené schopnosti vrubu udržet rovinu šíření trhliny. Na základě faktografické analýzy jsou v příspěvku popsány některé příklady ukazující na potenciál techniky chevronových vrubů pro charakterizaci lomové odolnosti studovaných kompozitů včetně srovnání lomově mechanických dat ze vzorku s chevronovým a vzorku s rovným vrubem.
Permanent Link: http://hdl.handle.net/11104/0116476