Project detail

Micromechanics and nonphenomenological constitutive relations of composites with brittle matrix in low cycle compression-compression conditions

Duration: 01.01.1999 — 31.12.2001

Funding resources

Czech Science Foundation - Standardní projekty

- whole funder (1999-01-01 - 2001-12-31)

On the project

Skupina tzv. částicových kompozitních materiálů s křehkou matricí zhouževnatěnou tvárnými inkluzemi (slinuté karbidy, technické keramiky, polymerní kompozity) patří k poměrně levným kompozitům, které vykazují v tlakové oblasti namáhání řadu velmi dobrých mechanických vlastností. I při poměrně vysokých hodnotách hydrostatické napjatosti se tyto materiály porušují nukleací a růstem tahových mikrotrhlin v okolí nehomogenit. Při dalším zvyšování hydrostatické napjatosti dochází k nezanedbatelným plastickým deformacím, které se nakonec stávají dominantním mechanismem celkové deformace. V porovnání s tradičními konstrukčními materiály jsou pevnostní problémy uvedených kompozitů podstatně méně prozkoumány. Základním předpokladem spolehlivého pevnostního návrh je ovšem znalost konstitutivních rovnic a kritérií mezních stavů, u sledovaných materiálů zejména mezního stavu křehkosti a mezního stavu nízkocyklické únavy.

Description in English
The goal of the project is to establish general 3-D constitutive relations and strength criteria pertinent to a group of particle composites consisting of a brittle matrix reinforced by ductile inclusions (e.g. cemented carbides, ceramics, polymer composites) subjected to cyclic 3-D compression loading. These materials exhibit some excellent mechanical properties in compression. Their mechanical response shows common features, namely the brittle-ductile transition due to increased confining pressure. Under moderate lateral pressures the formation of tensile microcracks at inhomogeneities contributes to the overall inelastic deformation. As the overall confining pressure is increased, plastic flow may accompany microcracking, and eventually may become the dominant mechanism of the overall deformation. Within this context the problem of precise formulation of general strength criterion and low cycle fatigue criterion is encountered. The problem of precise strength criteria and global constit

Mark

GA101/99/0829

Default language

Czech

People responsible

Kotoul Michal, prof. RNDr., DrSc. - principal person responsible

Units

Faculty of Mechanical Engineering
- beneficiary (1999-01-01 - 2001-12-31)

Results

URBIŠ, R., KOTOUL, M. Vliv trojososti napětí v tvárných můstcích trhliny na lomovou houževnatost. In Engineering mechannics 2001. Institute of ThermomechanicsAcademy of Sciences of the Cze: Institute of Thermomechanics, Academy of Sciences of the Czech Republic, 2001. s. 275 ( s.)ISBN: 80-85918-64-1.
Detail

KOTOUL, M. A micromechanical constitutive model of cyclic plasticity for brittle composites reinforced by ductile paritcles under compression-compression loading. 1st Canadian Conference on Nonlinear Mechanics. University of Victoria Press, Victoria, Canada: Univerisity of Victoria, 1999. p. 621 ( p.)ISBN: 15-5058-195-3.
Detail

URBIŠ, R., KOTOUL, M. Model šíření trhliny v částicových kompozitech s křehkou matricí. In Engineering Mechanics 2000. Institute of Theoretical and Applied Mechanics,Academy of: 2000. s. 37 ( s.)ISBN: 80-86246-03-5.
Detail

KOTOUL, M. Micromechanical modelling of cyclic creep in brittle matrix composites under compressive loading. In Proc. of 3rd Int. Conf. Materials structure & Micromechanics of Fracture. Brno, Czech Republic: Vutium, Brno University of Technology, 2001. p. 355 ( p.)ISBN: 80-214-1892-3.
Detail

URBIŠ, R., KOTOUL, M. Modelling of partial debonding of ductile particles from brittle matrix in crack bridging zone. In Proc. of 3rd Int. Conf. on Materials structure & micromechanics of fracture. Brno, Czech Republic: Vutium, Brno University of Technology, 2001. p. 394 ( p.)ISBN: 80-214-1892-3.
Detail

HEGER, J., KOTOUL, M., VYSLOUŽIL, T. FE modelling of particulate composites with brittle matrix under cyclic compression loading. In Materials structure & micromechanics of fracture. Brno, Czech Republic: Vutium, Brno University of Techology, 2001. p. 347 ( p.)ISBN: 80-214-1892-3.
Detail

URBIŠ, R., KOTOUL, M., VRBKA, J. Parametric study of crack stability in metal paritculate-reinforced ceramic matrix composites. In Contact Mechanics 2001. Wessex, UK: Wessex Institute of Technology, 2001. p. 87 ( p.)ISBN: 1-85312-872-4-2.
Detail

KOTOUL, M., URBIŠ, R. On the crack stability in metal particulate-reinforced brittle matrix composites. In 10th International Conference on Fracture. Oxford: Elsevier Science, 2001. p. 167 ( p.)ISBN: 0080440428.
Detail

KOTOUL, M. Konstitutivní modely transformačně zpevněné a tvárnými částicemi zpevněné keramiky při vlivu mikrotrhlin. In Inženýrská mechanika 2002. Brno: Institute of Mechanics of Solids, Faculty of Mechanical Engineering, Brno University of Technology, 2002. s. 133 ( s.)ISBN: 80-214-2109-6.
Detail

KOTOUL, M.; PROFANT, T. Effective toughness for bridged crack interacting with an arbitrary oriented and located microcrack. Mechanics of Materials, 2001, vol. 32, no. 4, p. 203 ( p.)ISSN: 0167-6636.
Detail

KOTOUL, M., URBIŠ, R. On the stability of cracks with bridged kinks. Engineering Fracture Mechanics, 2001, vol. 68, no. 1, p. 89 ( p.)ISSN: 0013-7944.
Detail

URBIŠ, R., KOTOUL, M. Stabilita trhliny v částicově zpevněných kompozitech. Inženýrská mechanika - Engineering Mechanics, 2000, roč. 7, č. 5, s. 353 ( s.)ISSN: 1210-2717.
Detail

KOTOUL, M. Constitutive modeling of ratchetting of metal particulate-reinforced ceramic matrix composites. Materials Science and Engineering A, 2001, vol. 319, no. 12, p. 657 ( p.)ISSN: 0921-5093.
Detail

KOTOUL, M. Constitutive modelling of cyclic plasticity of metal particulate-reinforced brittle matrix composites under compression-compression loading. Journal of the Mechanics and Physics of Solids, 2002, vol. 50, no. 12, p. 1099 ( p.)ISSN: 0022-5096.
Detail

KOTOUL, M. Metoda spojitě rozložených dislokací v lomové mechanice heterogenních materiálů. Vědecké spisy Vysokého učení technického v Brně Edice Habilitační a inaugurační spisy, 2002, roč. 95, č. 9, s. 5 ( s.)ISSN: 1213-418X.
Detail

NÁHLÍK, L., KNÉSL, Z., VRBKA, J. Propagation of a fatigue crack through a protektive layer. In Surface Treatment V. Computer methods and experimental measurements. Great Britain, Southampton, Boston: Edited by C.A. Brebia, WIT Press 2001, Southampton, Boston, 2001. p. 181 ( p.)ISBN: 1-85312-872-4.
Detail

KOTOUL, M. A micromechanical model of cyclic creep in brittle matrix composites under compressive loading. In Materials Structure & Micromechanics of Fracture. Vutium, Brno University of Technology, Brno: Vutium, Brno University of Technology, 2001. p. 355 ( p.)ISBN: 80-214-1892-3.
Detail

Responsibility: Kotoul Michal, prof. RNDr., DrSc.