Thiệt hại do ấn nén đàn hồi/plastic trong gốm: Hệ thống vết nứt trung vị/radiu
Tóm tắt
Một lý thuyết mô tả sự tiến triển của hệ thống vết nứt trung vị/radiu trong trường xa của các tiếp xúc với đầu chèn sắc nhọn được phát triển. Phân tích dựa trên một mô hình trong đó trường đàn hồi/persistent phức tạp bên dưới đầu chèn được phân giải thành các thành phần đàn hồi và còn lại. Thành phần đàn hồi, là thành phần có khả năng phục hồi, đóng vai trò thứ yếu trong quá trình gãy: mặc dù nó làm tăng sự kéo dài xuống dưới (trung vị) trong chu kỳ tải, nhưng nó lại ức chế sự kéo dài bề mặt (radiu) đến mức sự phát triển đáng kể tiếp tục xảy ra trong quá trình tháo tải. Thành phần còn lại do đó cung cấp lực chính cho hình dạng của vết nứt trong các giai đoạn cuối cùng của tiến trình, nơi vết nứt có xu hướng gần như hình dạng đồng xu. Trên giả thuyết rằng nguồn gốc của trường không thể phục hồi nằm trong việc thích ứng với ấn tượng độ cứng plastic mở rộng của ma trận đàn hồi xung quanh, các mối quan hệ cơ học gãy theo phương pháp cân bằng sự phát triển vết nứt được tìm thấy liên quan đến tỷ lệ độ cứng và mô đun cũng như độ dẻo dai. Quan sát sự tiến hóa của vết nứt trong kính soda-lime cung cấp một sự hiệu chuẩn thích hợp cho các hệ số ấn nén trong các quan hệ này. Các phương trình đã hiệu chuẩn sau đó được chứng minh có khả năng dự đoán các đặc tính tăng trưởng trung vị và радиu rất đa dạng được quan sát thấy trong các vật liệu gốm khác. Lý thuyết được chứng minh là có ảnh hưởng quan trọng đến các lĩnh vực thực tiễn quan trọng trong việc đánh giá gốm, bao gồm độ dẻo dai và sức mạnh.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
Lawn B. R., 1978, Fracture Mechanics of Ceramics, 205
Evans A. G., 1980, Fracture Toughness: the Role of Indentation Techniques, Am. Soc. Test. Mater., Spec. Tech. Publ.
A. G.Evans; pp.303–31in Ref. 2.
M. V.Swain; pp.257–72in Ref. 2.
J. D. B.Veldkamp N.Hattu andV. A. C.Snijders; pp.273–301in Ref. 2.
Marshall D. B., Residual Stress Effects in Sharp Contact Cracking: II, ibid., 2225
Lawn B. R., 1977, A Model for Crack Initiation in Elastic/Plastic Indentation Fields, ibid., 12, 2195
Lawn B. R., 1975, Fracture of Brittle Solids
Hill R., 1950, The Mathematical Theory of Plasticity
Eshelby J. D., 1961, Progress in Solid Mechanics, 89
Sih G. C., 1973, Handbook of Stress Intensity Factors
Kobayashi A. S., 1973, Experimental Techniques in Fracture Mechanics, 4
Evans A. G., 1976, Fracture Toughness Determinations by Indentation, ibid., 59, 371
Tabor D., 1951, Hardness of Metals
H. P.KirchnerandR. M.Gruver; pp.365–77in Ref. 2.
Samuels L. E., 1957, An Experimental Investigation of the Deformed Zone Associated with Indentation Hardness Impressions, ibid., 5, 125
S. S.Chiang A. G.Evans andD. B.Marshall “Indentation Response of Solids”;unpublished work.