INFLUENCE OF RESIDUAL STRESS ON CONE CRACK PROPAGATION IN BRITTLE MATERIALS UNDER BLUNT INDENTATION

L. Ceseracciu  M. Anglada  E. Jiménez-Piqué      

Anales de la Mecánica de la Fractura, nº 23 . 2006 . Pág. 479 -484
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Resumen: Es frecuente que durante servicio los materiales cerámicos avanzados fallen debido a daño por contacto. En el caso de materiales frágiles, el principal modo de daño es el desarrollo de una grieta cono. En el caso que exista una tensión residual, el factor de intensidad de tensión de esta grieta cono se verá alterado, lo que implicará un cambio en la geometría de la grieta cono (tanto el ángulo como la longitud) que afectará a la resistencia mecánica del componente. En este trabajo se estudia la relación entre tensión residual y geometría de la grieta cono, utilizando un material multicapa de alúmina / alúmina-circona que desarrolla tensiones residuales debido al desajuste entre la expansión térmica entre capas, empleando para ello cálculos por elementos finitos así como observaciones experimentales. Se modelan grietas largas con diferentes ángulos y diferentes tensiones residuales con el objeto de determinar el ángulo de propagación y la longitud de grieta en función de la tensión residual externa. Se muestra que la existencia de una tensión residual de compresión hace disminuir el ángulo, así como la longitud, de la grieta cono. La variación del ángulo y la longitud de la grieta se racionalizan para obtener una relación semi-empírica.

LocalizaciónAlbarracín

Dpto. de Ciencia de Materiales e Ingenieria Metalúrgica Universidad Politécnica de Cataluña,
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