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Crack propagation characteristics of particulate reinforced composites using digital image correlation

Particulate reinforced composites (PRC) have been widely used in engineering fields such as automobile, aerospace and construction industries. This material is composed of metallic particles and a polymer matrix. For the safe application of particulate reinforced composites, it is important to estimate the crack propagation behavior and the tendency of fracture. Especially, particulate reinforced composites for aerospace industry is used to get propulsion as solid fuel and it should be cautiously applied to avoid crack problems. In this study, particulate reinforced composites is manufactured as a single cracked sheet specimen. Crack propagation tests were conducted under constant strain rates at various temperatures to estimate the effect of temperature and strain rates on the crack propagation behavior. Also, digital image correlation is used to measure strain fields on the surface of specimens during the tests. This method can evaluate the strain contour under non‐contact condition. Then test results are discussed in the framework of fracture mechanics.

Partikelverstärkte Verbundwerkstoffe (PRC) sind weit verbreitet in der Praxis, wie zum Beispiel der Automobil‐, Luftfahrt‐ und Bauindustrie. Dieses Material besteht aus metallischen Teilchen und einer Polymermatrix. Für eine sichere Anwendung von partikelverstärkten Verbundwerkstoffen ist es wichtig, das Rissausbreitungs‐ und das Versagensverhalten abzuschätzen. Insbesondere bei partikelverstärkten Verbundwerkstoffen für Luftfahrtanwendungen in Feststoffantrieben müssen jegliche Rissprobleme vermieden werden. In dieser Studie wird der partikelverstärkte Verbundwerkstoff als ein Blech mit einem Einzelriss hergestellt. Rissausbreitungsversuche wurden unter konstanten Dehnraten bei verschiedenen Temperaturen durchgeführt, um den Einfluss von Temperatur und Dehnraten auf das Rissausbreitungsverhalten abzuschätzen. Außerdem wurde die digitale Bildkorrelation verwendet, um Dehnungsfelder auf der Probenoberfläche während der Tests zu messen. Dieses Verfahren kann die Dehnungskontur berührungsfrei auswerten. Die Testergebnisse werden dann im Rahmen der Bruchmechanik erörtert.

Autoren:   Bo Hwi Seo, Jae Hoon Kim, Jae Beom Park, Gyoo Dong Jung
Journal:   Materialwissenschaft und Werkstofftechnik
Band:   46
Ausgabe:   4-5
Jahrgang:   2015
Seiten:   387
DOI:   10.1002/mawe.201500413
Erscheinungsdatum:   22.04.2015
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