Estimation of apparent fracture toughness of ceramic laminates based on generalized strain energy density factor

0318827 - ÚFM 2009 RIV CZ eng C - Conference Paper (international conference)
Náhlík, Luboš - Šestáková, Lucie - Hutař, Pavel
Estimation of apparent fracture toughness of ceramic laminates based on generalized strain energy density factor.
[Odhad zdánlivé lomové houževnatosti keramických laminátů založený na zobecněném faktoru hustoty deformační energie.]
Proceedings of 17th European Conference on Fracture. Brno: VUTIUM Brno, 2008 - (Pokluda, J.; Lukáš, P.; Šandera, P.; Dlouhý, I.), s. 1522-1529. ISBN 978-80-214-3692-3.
[ECF17 - European Conference on Fracture /17./. Brno (CZ), 02.09.2008-05.09.2008]
R&D Projects: GA AV ČR(CZ) KJB200410803
Institutional research plan: CEZ:AV0Z20410507
Keywords : layered structures * residual stress * flaw tolerance * bimaterial interface * strain energy density * fracture toughness * ceramic composite
Subject RIV: JL - Materials Fatigue, Friction Mechanics

The paper presented deals with fracture behavior of ceramic laminates. Assumptions of the linear elastic fracture mechanics and small scale yielding are considered. In this frame the residual stresses in individual layers of Al2O3/5vol.%t-ZrO2 (ATZ) and Al2O3/30vol.%m-ZrO2 (AMZ) are determined. The procedure based on generalization of Sih's strain energy density factor to the case of a crack touching the interfaces between two dissimilar materials is used for determination of effective values of stress intensity factor at material interfaces.Important increase of the fracture toughness at AMZ/ATZ interface was predicted in comparison to the fracture toughness of individual material components. Predicted values were compared with data available in literature and mutual good agreement was found. Procedure suggested can be used for estimation of resistance to crack propagation of multilayered structures and its design.

Článek se zabývá lomovým chováním keramických laminátů. Předpokládá se platnost lineární elastické lomové mechaniky. Je použita metoda založená na hodnotě zobecněného faktoru hustoty deformační energie pro určení efektivní hodnoty součinitele intenzity napětí na rozhraní. Data jsou srovnávána s hodnotami uváděnými v literatuře a jsou s nimi v dobré shodě. Publikovaná procedura může být využita ke stanovení zdánlivé lomové houževnatosti vrstevnatých materiálů.
Permanent Link: http://hdl.handle.net/11104/0168137