Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Xác suất thất bại của thủy tinh borosilicate dưới tải trọng ấn Hertz
Tóm tắt
Mục tiêu của công trình này là kiểm tra giả thuyết rằng mô hình dự đoán xác suất thất bại của Fischer-Cripps và Collins có thể được sử dụng mà không cần đưa vào một tham số được xác định thực nghiệm, và vì thế có thể phục vụ như một công cụ dự đoán. Chúng tôi đã kiểm tra giả thuyết này qua các thí nghiệm khởi đầu nứt hình nón Hertz trên thủy tinh borosilicate phẳng chịu tải tĩnh thông qua một vật nén kiểu cầu. Các tham số Weibull đặc trưng cho phân bố khiếm khuyết bề mặt đã được xác định từ các thí nghiệm uốn hai chiều sử dụng các mẫu có điều kiện bề mặt giống như trong các thí nghiệm nén. Độ đàn hồi của các mẫu đã được xác định bằng cách sử dụng các phương pháp siêu âm. Ngoài ra, việc khởi đầu nứt đã được xác định bằng vi mô quang học với độ phóng đại 20×. Kết quả cho thấy mô hình có thể dự đoán tải trọng tối thiểu và xác suất thất bại cộng dồn cho các vật nén nhỏ trong khoảng tin cậy 90%. Do đó, công trình hiện tại chứng minh rằng mô hình có thể được sử dụng như một công cụ dự đoán với điều kiện các tham số cần thiết cho mô hình phản ánh chính xác các đặc trưng của quần thể mẫu thực tế được sử dụng trong thiết lập thí nghiệm.
Từ khóa
#thủy tinh borosilicate #xác suất thất bại #khởi đầu nứt #mô hình Weibull #phương pháp siêu âm #thí nghiệm nén Hertz #vi mô quang họcTài liệu tham khảo
H. Hertz, J. Reine Angew. Math. 92 (1881) 156; “Translated and Reprinted in English in 'Hertz's Miscellaneous Papers'” (Macmillan & Co., New York, 1896) Ch. 5.
H. Hertz, Verhandlungen des Vereins zur Beforderung des Gewerbe Fleisses 61 (1882) 449; “Translated and Reprinted in English in 'Hertz's Miscellaneous Papers'” (Macmillan & Co., New York, 1896) Chap. 6.
F. Auerbach, Annalen der Physik und Chemie Poggendorff (Leipzig) 43 (1891) 61.
J. P. A. Tillett, Proc. Phys. Soc. B 69 (1956) 47.
A. S. Argon, Y. Hori and E. Orowan, J. Amer. Ceram. Soc. 43(2) (1960) 86.
B. Hamilton and H. Rawson, J. Mech. Phys., Solids 18 (1970) 127.
M. T. Huber, Ann. d. Phys. 43 (1904) 61.
K. L. Johnson, “Contact Mechanics” (Cambridge University Press, Cambridge, 1985).
F. C. Frank and B. R. Lawn, Proc. Roy. Soc. A 299 (1967) 291.
R. Mouginot and D. Maugis, J. Mater. Sci. 20 (1985) 4354.
A. C. Fischer-Cripps and R. E. Collins, ibid. 29 (1994) 2216.
A. C. Fischer-Cripps, J. Mater. Sci. 32 (1997) 1277.
S. B. Batdorf and J. G. Crose, J. Appl. Mech. 41 (1974) 459.
S. B. Batdorf and M. L. Heinisch Jr, J. Amer. Ceram. Soc. 61(7/8) 355.
W. G. Brown, “A Load Duration Theory for Glass Design” (National Research Council of Canada, Division of Building Research, Ottawa, Canada, 1972).
A. G. Evans, J. Amer. Ceram. Soc. 61(7/8) (1978) 302.
L. Y. Chao and D. K. Shetty, ibid. 73(7) (1990) 1917.
L. Y. Chao and D. K. Shetty, ibid. 74(2) (1991) 333.
S. M. Wiederhorn etc., ibid. 57 (1974) 336.
S. M. Wiederhorn, etc., in “Fracture Mechanics of Ceramics,” Vol. 2, edited by R. C. Bradt, etc. (Plenum, 1974) p. 829.
K. L. Johnson, J. J. O'Connor and A. C. Woodward, Proc. R. Soc. Lond. A 334 (1973) 95.
B. Dodson, “Weibull Analysis” (ASQ Quality Press, Milwaukee, Wisconsin, 1994) p. 66.