Weight Function Analysis on the R‐Curve Behavior of Multilayered Alumina–Zirconia Composites

Moon, Robert J.; Hoffman, Mark; Hilden, Jon; Bowman, Keith J.; Trumble, Kevin P.; Rödel, Jürgen

doi:10.1111/j.1151-2916.2002.tb00304.x

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“…A weight function analysis was used to estimate the apparent fracture toughness in laminates with residual stresses [9,[13][14][15][16]. The choice of coordinate system is of great importance to the apparent fracture toughness calculations because of the significant simplification of the procedure.…”

Section: Apparent Fracture Toughness and Threshold Stress Of The B 4 mentioning

confidence: 99%

Mechanical behavior and failure mechanisms of boron carbide based three-layered laminates with weak interfaces

Lugovy

Slyunyayev

Subbotin

et al. 2011

Ceramics International

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Section: Apparent Fracture Toughness and Threshold Stress Of The B 4 mentioning

confidence: 99%

Mechanical behavior and failure mechanisms of boron carbide based three-layered laminates with weak interfaces

Lugovy

Slyunyayev

Subbotin

et al. 2011

Ceramics International

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“…Integrando ecuación (7) para la formación completa de grieta anillo (θ =2p) y combinándola con las ecuaciones (5) y (8) es posible demostrar que: [9] dónde A, B , y son constantes que dependen de los parámetros de ensayo [43] y t es el tiempo hasta aparición de grieta anillo. Suponiendo que la tensión superficial σ 0 es mayor que la tensión residual, la ecuación (9) puede aproximarse por: [10] Dónde P es la carga aplicada.…”

Section: Resultados Y Discusiónunclassified

“…Primero, porque el factor de intensidad de tensiones de la grieta disminuye cuando se encuentra en la capa con tensión residual compresiva (9,10) . Segundo, porque la grieta se desvía con un ángulo al llegar a la interfase entre los dos materiales debido a que existe un desajuste elástico entre materiales que provoca que el factor de intensidades de tensiones local tenga un modo mixto I/II y, en menor medida, debido a las tensiones residuales [11,12,13].…”

Section: Introductionunclassified

Fatiga por contacto esférico en materiales multicapa de alúmina circona

Piqué¹,

Gomila²,

Chalvet³

et al. 2005

Bol. Soc. Esp. Ceram. Vidr.

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Es usual que en aplicaciones reales los materiales cerámicos sufran fatiga por contacto. Una estrategia para mejorar su resistencia a la aparición de fatiga por contacto es la utilización de materiales con tensiones residuales de compresión en la superficie. En concreto, en este trabajo se presenta el estudio de la resistencia al contacto esférico estático y cíclico de un cerámico multicapa de alúmina y alúmina / circona producido por colaje en cinta, en el que aparecen tensiones residuales debido al desajuste entre los coeficientes de expansión térmica de las capas. También se estudia una alúmina monolítica con objeto de realizar comparaciones con un material sin tensiones residuales. Se muestra que la resistencia a la aparición de grieta anillo es mayor en el caso del material multicapa que en el de la alúmina, tanto en contacto estático como cíclico. También se muestra que existe fatiga mecánica en los dos materiales bajo contacto cíclico, y no sólo corrosión bajo tensión. Finalmente se propone una relación simple entre carga aplicada y tiempo hasta aparición de daño. Hertzian fatigue in alumina/zirconia laminated compositesIn some engineering applications, ceramic materials are subjected to contact fatigue. In order to improve the resistance of ceramics to contact fatigue, it is proposed to use ceramic laminates with residual stresses at the surface. In this work, the Hertzian contact fatigue of an alumina-alumina/zirconia laminated composite produced by tape casting is studied, both under static loading and cyclic loading, together with a monolithic alumina for comparison purposes. It is shown that the laminate composite presents better resistance to the apparition of surface ring crack, due to the residual stresses of the laminate composite. It is also shown that there is a fatigue effect on both materials under cyclic loading, and not only stress corrosion cracking. A simple relationship between applied load and time to apparition of damage is finally proposed.Keywords: Laminated composites. Alumina, Zirconia, Hertzian contact, Fatigue, Stress corrosion cracking INTRODUCCIÓNEl uso de materiales cerámicos en aplicaciones reales se ve obstaculizado por su baja tenacidad y su gran dispersión en valores de resistencia mecánica, lo que compromete la integridad estructural de los componentes en servicio. Así, desde hace varias décadas se trabaja extensivamente en aumentar la tenacidad de las cerámicas, ya sea controlando la calidad de la microestructura, y por tanto, la población de defectos susceptibles de iniciar el fallo catastrófico, o haciendo que el material sea más resistente a la propagación de grietas una vez iniciadas, (mediante, por ejemplo transformaciones de fase), o fabricando composites cerámicos, ya sea con microestructuras dúplex, fibras o cerámicas multicapa. Estas cerámicas multicapa son una alternativa prometedora, ya que presentan valores altos de tenacidad y, en ciertos casos, la capacidad de frenar el crecimiento de grieta una vez iniciada ésta [1, 2, 3].La estrategia más utilizada en lo...

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“…However, effect of different moduli on fracture resistance of laminates is not so negligible. The influence of elastic moduli variation across a layered sample on ^-curve behavior is investigated in [10]. It was shown that the elastic moduli difference affects residual stress distribution and has consequently a significant influence on the measured ^-curve behavior.…”

mentioning

confidence: 99%

“…It was shown that the elastic moduli difference affects residual stress distribution and has consequently a significant influence on the measured ^-curve behavior. But neither detailed analysis of conditions of crack arresting nor its stable/non-stable growth has been carried out in [10].…”

mentioning

confidence: 99%