A chevron-notched bowtie micro-beam bend test for fracture toughness measurement of brittle materials
A chevron-notched bowtie micro-beam bend test for fracture toughness measurement of brittle materials
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用于脆性材料断裂韧性测量的人字形切口领结微梁弯曲试验
DOI：
10.1016/j.scriptamat.2017.01.031
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发表时间：
2017
影响因子：
6
通讯作者：
Vinci, Richard P.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Cui, Fiona Yuwei;Vinci, Richard P.
本文提出了一种微机械断裂试验方法，该方法采用带有人字形切口的蝴蝶结形微梁试样。这种固支试样能在脆性材料中产生稳定的裂纹扩展。循环加载导致裂纹逐步扩展，从而在一个实验中产生多个断裂韧性结果。对称的几何形状消除了存在于单端悬臂梁中的混合模式断裂。一个三维有限元分析模型被用来将裂纹长度与梁的柔度，然后断裂韧性。使用熔融石英和玻璃陶瓷材料的测试结果与公布的断裂韧性值非常吻合。
A micro-mechanical fracture testing method has been developed that uses a bowtie-shaped micro-beam specimen with a chevron notch. This clamped-clamped specimen can produce stable crack growth in brittle materials. Cyclic loading causes progressive crack extension, thereby producing multiple fracture toughness results in one experiment. The symmetric geometry eliminates the mixed mode fracture that exists in single-ended cantilevers. A 3D finite element analysis model was used to relate the crack length to the beam compliance, and then to the fracture toughness. The results of tests using fused quartz and glass-ceramic materials match very well with published fracture toughness values.
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