Ocena uszkodzenia porowatej ceramiki polikrystalicznej na podstawie analizy odkształceń w stanie jednoosiowego ściskania

Czasopismo : Acta Mechanica et Automatica
Tytuł artykułu : Ocena uszkodzenia porowatej ceramiki polikrystalicznej na podstawie analizy odkształceń w stanie jednoosiowego ściskania

Autorzy :
Andrejkiv, O.
Ivan Franko National University of L'viv, 1, Universytetska str., Lviv, 79000, Ukraine, andreykiv@ipm.lviv.ua,
Awrejcewicz, J.
Katedra Automatyki i Biomechaniki, Wydział Mechaniczny, Politechnika Łódzka, ul. Stefanowskiego 1/15, 90-924 Łódź, awrejcew@p.lodz.pl,
Bogdanovič, P.
Belorusskij gosudarstrennyj transporta, ul'. Kirova 34, 246653, Gomel', Belarus', bogdanovich@belsut.gomel.by,
Daunys, M.
Machine Design Department, Kaunas University of Technology, Kęstučio 27, 44312 Kaunas, Lithuania, mykolas.daunys@ktu.lt,
Daunys, M.
Machine Design Department. Kaunas University of Technology, Kestucio 27. 44312Kaunas, Lithuania, mykolas.daunys@ktu.lt,
Derpeński, Ł.
Politechnika Białostocka, Wydział Mechaniczny, Katedra Mechaniki i Informatyki Stosowanej, ul. Wiejska 45 C, 15-351 Białystok, derpik@pb.bialystok.pl,
Ganczarski, A.
Katedra Mechaniki Ciał Odkształcalnych, Wydział Mechaniczny, Politechnika Krakowska, Al. Jana Pawła II 37, 31-864 Kraków, artur.ganczarski@pk.edu.pl,
Kaleta, J.
Instytut Materiałoznawstwa i Mechaniki Technicznej, Politechnika Wrocławska, ul. Mariana Smołuchowskiego 25, 50-370 Wrocław, jerzy.kaleta@pwr.edu.pl,
Karolczuk, A.
Katedra Mechaniki i Podstaw Konstrukcji Maszyn, Wydział Mechaniczny, Politechnika Opolska, ul. Mikołajczyka 5, 45-271 Opole, karol@po.opole.pl,
Kulczycki-Żyhajło, R.
Wydział Mechaniczny, Politechnika Białostocka, ul. Wiejska 45 C, 15-351 Białystok, ksh@pb.edu.pl,
Litewka, A.
Departamento da Eneenkaria Civil, Universidade da Beira Interior, Caicada Fonte do Lameiro, 6200-358 Covilha, Portugal, litewka@ubi.pt,
Mazurkiewicz, A.
Katedra Podstaw Inżynierii Mechanicznej i Mechatroniki. Wydział Mechaniczny, Uniwersytet Technologiczno-Przvrodniczy, ul. Kaliskiego 7, 85-796 Bydgoszcz, fanzipkm@utp.edu.pl,
Monastyrskyy, B.
Pidstryhach Institute for Applied Problems of Mechanics and Mathematics, NASU, 3-b Naukova Str., 79060 Lviv, labmtd@iapmm.lviv.ua,
Mróz, Z.
Instytut Podstawowych Problemów Techniki Polskiej Akademii Nauk, ul. Świętokrzyska 21, 00-049 Warszawa, zmroz@ippt.gov.pl,
Niezgoda, T.
Katedra Mechaniki i Informatyki Stosowanej, Wydział Mechaniczny, Wojskowa Akademia Techniczna, ul. Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa, t.niezgoda@wme.wat.edu.pl,
Nowicki, K.
Katedra Sterowania i Konstrukcji, Wydział Mechaniczny, Uniwersytet Technologiczno – Przyrodniczy, ul. Prof. S. Kaliskiego 7, 85-793 Bydgoszcz, knowicki@utp.edu.pl,
Panasyuk, V.
Karpenko Phisico – Mechanical Institute of the National Academy of Science of Ukraine, Naukova St. 5, 79601 Lviv, panasyuk@ipm.lviv.ua,
Perkowski, D. M.
Wydział Mechaniczny, Politechnika Białostocka, ul. Wiejska 45 C, 15-351 Białystok, dmperkowski@doktoranci.pb. edu.pl,
Samborski, S.
Katedra Mechaniki Stosowanej, Wydział Mechaniczny, Politechnika Lubelska, ul. Nadbystrzycka 36, 20-618 Lublin, s.samborski@pollub.pl,
Abstrakty : W pracy przedstawiono wyniki badań doświadczalnych tworzyw ceramicznych (MgO i Al203) o porowatości od 3.3 do 38%. Przeprowadzono jednoosiowe ściskanie próbek walcowych. Procedurę obciążania-odciążania-dociążania prowadzono aż do zniszczenia próbek. Na podstawie analizy odkształceń wyznaczono bieżące wartości cech wytrzymałościowych (moduły Younga. współczynniki Poissona) i oceniono stan anizotropowego uszkodzenia poprzez wyznaczenie stanu odkształceń trwałych przy wielokrotnym odciążaniu materiału. Strukturę ceramiki scharakteryzowano poprzez obserwacje mikroskopowa (SME). Wyznaczono odporność na kruche pękanie materiału za pomocą prób trój punktowego zginania beleczek z karbem.

This article presents the outcomes of experiments on ceramics with porosity from 3.3 to 38%. Cylindrical samples of MgO and A1;03 were loaded in compression. The loading-unloading-reloading procedure was conducted until rupture. On the basis of strain analysis the values of the mechanical characteristics were estimated (Young moduli, Poisson coefficients). Damage state was evaluated by estimation of permanent strains after multiple unloading of ceramic samples. Material structure was characterized by microscopic observations (SEM). Three point bending tests gave relations between porosity and fracture toughness for alumina and for magnesia.

Słowa kluczowe : uszkodzenie, analiza odkształceń, ceramika polikrystalicznej, damage, strain analysis, polycrystalline ceramics,
Wydawnictwo : Oficyna Wydawnicza Politechniki Białostockiej
Rocznik : 2007
Numer : Vol. 1, no. 1
Strony : 93 – 98
Bibliografia : 1. Ashby M.F., Jones D.R.H. (1996), Materiały inżynierskie cz. 2. Kształtowanie struktury i właściwości, dobór materiałów., WNT, Warszawa.
2. Jayaseelan D., Kondo D., Brito M.E., Ohji T. (2002), High-Strength Porous Alumina Ceramics by the Pulse Electric Current Sintering Technique. J. Am. Ceram. Soc., Vol. 85, No 1, 267-69.
3. Lemaitre J. (1996), A Course on Damage Mechanics, Springer, Berlin.
4. Munz D., Fett T. (1999), Ceramics. Mechanical Properties, Failure Behaviour, Materials Selection, Springer, Berlin.
5. Oczoś K.E. (1996), Kształtowanie ceramicznych materiałów technicznych, Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów.
6. Ostrowski T., Rödel J. (1999), Evolution of Mechanical Properties of Porous Alumina During Free Sintrering and Hot Pressing. J. Am. Ceram. Soc., Vol. 82, No 11, 3080-3086.
7. Pampuch R. (1988), Materiały ceramiczne. Zarys nauki o materiałach nieorganiczno-niemetalicznych, PWN, Warszawa.
8. Papadopoulos G.A., Kytopoulos V.N., Sadowski T. (1994), Experimental Study of Fracture Process in MgO Polycrystalline Ceramics, W: Proceedings of the Brittle Matrix Composites 4, Warszawa 1994, 634-643.
9. Rice R.W. (1993), Evaluating Porosity Parameters for Porosity-Property Relations. J. Am. Ceram. Soc.; Vol. 76, No 7, 1801-808.
10. Rice R.W. (1998), Porosity of Ceramics, Marcel Dekker Inc., New York.
11. Sadowski T. (1994), Modelling of Semi-Brittle MgO Ceramic Behaviour under Compression. Mechanics of Materials; Vol. 18, 1-16.
12. Sadowski T., Samborski S. (2003), Modeling of Porous Ceramic Response to Compressive Loading. J. Am. Ceram. Soc.; Vol. 86, No 12, 2218-2221.
13. Sadowski T., Samborski S., Librant Z. (2005), Damage Growth in Porous Ceramics, W: Proceedings of the Fractography of Advanced Ceramics II Stara Lesna, Slovakia 2004, Trans Tech Publications, Rotterdam, Netherlands, Vol. 290, 86-93.
14. Sammis C.G., Ashby M.F. (1986), The Failure of Brittle Porous Solids under Compressive Stress States. Acta Metall.; Vol. 34, No 3, 511-526.
15. Skrzypek J., Ganczarski A. (1998), Application of the Orthotropic Damage Growth Rule to Variable Principal Directions. Int. J. Dam. Mech.; Vol. 7, 180-206.
16. Wang H.T., Liu X.Q., Meng G.Y. (1997), Porous -Al2O3 Ceramics Prepared by Gelcasting. Mat. Res. Bull.; Vol. 32, No 12, 1705-1712.
DOI :
Cytuj : Andrejkiv, O. ,Awrejcewicz, J. ,Bogdanovič, P. ,Daunys, M. ,Daunys, M. ,Derpeński, Ł. ,Ganczarski, A. ,Kaleta, J. ,Karolczuk, A. ,Kulczycki-Żyhajło, R. ,Litewka, A. ,Mazurkiewicz, A. ,Monastyrskyy, B. ,Mróz, Z. ,Niezgoda, T. ,Nowicki, K. ,Panasyuk, V. ,Perkowski, D. M. ,Samborski, S. , Ocena uszkodzenia porowatej ceramiki polikrystalicznej na podstawie analizy odkształceń w stanie jednoosiowego ściskania. Acta Mechanica et Automatica Vol. 1, no. 1/2007
facebook