view in publisher's site

Crack opening behavior in ceramic matrix composites

Abstract The evolution of matrix cracks in a melt‐infiltrated SiC/SiC ceramic matrix composite (CMC) under uniaxial tension was examined using scanning electron microscopy (SEM) combined with digital image correlation (DIC) and manual crack opening displacement (COD) measurements. CMC modeling and life prediction strongly depend a thorough understanding of when matrix cracks occur, the extent of cracking for given conditions (time‐temperature‐environment‐stress), and the interactions of matrix cracks with fibers and interfaces. In this work, strain relaxation due to matrix cracking, the relationship between CODs and applied stress, and damage evolution at stresses below the proportional limit were assessed. Direct experimental observation of strain relaxation adjacent to regions of matrix cracking is presented and discussed. Additionally, crack openings were found to increase linearly with increasing applied stress, and no crack was found to pass fully through the gage cross‐section. This calls into question the modeling assumption of through‐cracks for all loading conditions and fiber architectures, which can obscure oxidation mechanisms that are active in realistic cracking conditions. Finally, the combination of SEM with DIC is demonstrated throughout to be a powerful means for damage identification and quantification in CMCs at stresses well below the proportional limit.

رفتار باز شدن ترک در کامپوزیت های زمینه سرامیک

چکیده تکامل ترک ماتریس در یک کامپوزیت زمینه سرامیک melt / SiC (CMC)تحت کشش تک محوری با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)ترکیب‌شده با همبستگی تصویر دیجیتال (DIC)و اندازه‌گیری‌های جابجایی شکاف دستی (COD)بررسی شد. مدل‌سازی غلظت بحرانی میسل و پیش‌بینی عمر به شدت به درک کاملی از زمانی که شکاف ماتریس رخ می‌دهد، بستگی دارد. در این کار، تنش کرنش ناشی از ترک‌خوردگی ماتریس، رابطه بین تنش اعمالی و تنش اعمالی و تغییرات آسیب در تنش‌ها در زیر حد متناسب ارزیابی شدند. مشاهده مستقیم تجربی تنش فشاری در مجاورت مناطق ترک‌خوردگی ماتریس ارایه و مورد بحث قرار می‌گیرد. علاوه بر این، پیدا شد که شکاف به طور خطی با افزایش تنش اعمال‌شده افزایش می‌یابد، و هیچ شکافی برای عبور کامل از میان سطح مقطع سنج یافت نشد. این نیاز به زیر سوال بردن فرضیه مدل‌سازی ترک تمام شرایط بارگذاری و ساختارهای فیبری دارد، که می‌تواند مکانیسم‌های اکسیداسیون را که در شرایط ترک‌خوردگی واقع فعال هستند، پنهان کند. در نهایت، ترکیب SEM با DIC به عنوان ابزاری قدرتمند برای شناسایی آسیب و کمی سازی در cmcs در تنش‌ها در زیر حد متناسب نشان‌داده شده‌است.

ترجمه شده با

Download PDF سفارش ترجمه این مقاله این مقاله را خودتان با کمک ترجمه کنید
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

95/12/18 - با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس و کروم٬ چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.