The micromechanics of self-affine fractal cracks in brittle materials
Project goals
Micro-structural effects on the fractality of cracks in brittle and quasi-brittle materials will be investigated. Irregularities of fracture surface described by self-similar or self-affine fractals will be followed in the direct relationship to micro-mechanisms of fracture initiation and propagation and as a function of local energy release rate and crack velocity. Since the fracture surfaces correspond to conditions of self-affinity in almost all cases, new transformation of such surface co-ordinateswill be found so that surface roughness image is scale invariant. The principal aim of the project is to formulate a fractal model for prediction of fracture damage development from its initiation to final brittle fracture instability. The model will beexperimentally verified on selected ceramics, steels and other quasi-brittle materials. Fractal modelling of fracture surface creation in brittle materials could reveal new geometrical sources of toughening. Using an experimental data and
Keywords
fractal analysisbrittle failurefracture toughnessfracture micromechanics
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Standard projects
Call for proposals
Standardní projekty 9 (SGA02006GA-ST)
Main participants
—
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
106/06/0646
Alternative language
Project name in Czech
Mikromechanika selfafinních fraktálních trhlin v křehkých materiálech
Annotation in Czech
Projekt je zaměřen na studium účinků mikrostruktury na fraktalitu trhlin v křehkých a kvazikřehkých materiálech. Budou zkoumány nepravidelnosti lomové plochy kvantifikované jako funkce hnací síly a rychlosti šíření trhliny soběpodobnými a selfafinními fraktály v přímé vazbě na mikromechanismus iniciace a šíření porušení. Protože lomové plochy většinou odpovídají podmínkám selfafinity, budou hledány takové transformace, které povedou ke kvantifikaci lomového reliéfu nezávislé na měřítku. Hlavní cíl projektu tak lze spatřovat ve vytvoření fraktálního modelu predikce vývoje křehkého poškození od iniciace až po nestabilní lom. Model bude experimentálně ověřován na vybraných materiálech typu keramik a ocelí, resp. dalších materiálů s kvazikřehkým chováním.Fraktální modelování tvorby lomové plochy křehkých materiálů by mělo odhalit nové geometrické zdroje zhouževnatění. Za použití experimentálních dat a nově vyvinutého fraktálního modelu budou specifikovány mezní stavy pevnosti a houževnatosti
Scientific branches
R&D category
ZV - Basic research
CEP classification - main branch
JL - Fatigue and fracture mechanics
CEP - secondary branch
BE - Theoretical physics
CEP - another secondary branch
JH - Ceramics, fire-proof materials and glass
10301 - Atomic, molecular and chemical physics (physics of atoms and molecules including collision, interaction with radiation, magnetic resonances, Mössbauer effect)
20306 - Audio engineering, reliability analysis
20504 - Ceramics
Completed project evaluation
Provider evaluation
V - Vynikající výsledky projektu (s mezinárodním významem atd.)
Project results evaluation
The project was addressed to study of micro-structural effects on the fractality of cracks in brittle and quasi-brittle steels for high-tech applications. Irregularities of fracture surface described by self-similar or self-affine fractals were investiga
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2006
Realization period - end
Dec 31, 2008
Project status
U - Finished project
Latest support payment
Apr 25, 2008
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP09-GA0-GA-U/02:2
Data delivery date
Oct 22, 2009
Finance
Total approved costs
2,362 thou. CZK
Public financial support
2,362 thou. CZK
Other public sources
0 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Recognised costs
2 362 CZK thou.
Public support
2 362 CZK thou.
0%
Provider
Czech Science Foundation
CEP
JL - Fatigue and fracture mechanics
Solution period
01. 01. 2006 - 31. 12. 2008