Energetic and stress state aspects of quasi-brittle fracture ? consequences for determination of fracture-mechanical parameters of silicate composites
Project goals
The project focuses on fracture of quasi-brittle silica-based materials. It combines analytical and soft-computing methods, programming, numerical analysis (FEM, physical discretization) and a wide range of experimental techniques. Procedures determiningpure material values of fracture parameters independent of the test geometry and specimen size (specimen free boundaries) will be developed and experimentally verified. These values can serve as relevant inputs for structural analyses using nonlinear fracture mechanics and as the real basis for the material failure classification. Determination of fracture parameters is based on the relationship between the energy dissipated in the fracture process zone (FPZ) and its volume. The FPZ size and shape willbe constructed using approaches: i) Multi-parameter linear elastic fracture mechanics, ii) Classical non-linear fracture models, iii) Plasticity/damage theory. Predicted failure intensity in the FPZ, its shape and the crack opening will be measured by using radiographic methods in the volume of solids and optical ones on their surface.
Keywords
silicatecompositesfracturefractureprocesszoneenergydissipationsizeeffectgeometryeffectboundaryeffectconstraintmulti-parameterfracturemechanicsplasticitydamageradiographydigitalimagecorrelationdisplacementfieldmeasurement
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Standard projects
Call for proposals
Standardní projekty 14 (SGA02011GA-ST)
Main participants
—
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
P105-11-1551
Alternative language
Project name in Czech
Energetické a napjatostní aspekty kvazikřehkého lomu ? důsledky pro určování lomově-mechanických parametrů silikátových kompozitů
Annotation in Czech
Projekt studuje porušování kvazikřehkých materiálů na silikátové bázi. Využívá kombinace analytických a soft-computing metod, programování, numerických analýz (MKP, fyzikální diskretizace) a širokého spektra experimentálních technik. Budou vypracovány aexperimentálně ověřeny postupy k určování čistě materiálových hodnot lomových parametrů, nezávislých na geometrii testu a velikosti zkušebního tělesa, resp. na jeho volných okrajích. Tyto hodnoty budou relevantními vstupy pro výpočty stavebních konstrukcí s pomocí nelineární lomové mechaniky a reálným podkladem pro klasifikaci lomového chování konstrukčních materiálů. Určování lomových parametrů bude založeno na vztahu mezi energií disipovanou v lomové procesní zóně (LPZ) a objemem LPZ, jejíž velikost atvar bude konstruován na přístupech: 1) multi-parametrové lineární elastické lomové mechaniky, 2) klasických nelineárních lomových modelů, 3) modelů plasticity/poškození. Predikovaná intenzita porušování v LPZ, její tvar a hodnoty otevření trhliny budouověřovány v objemu těles radiografickými a na jejich povrchu optickými metodami.
Scientific branches
R&D category
ZV - Basic research
CEP classification - main branch
JL - Fatigue and fracture mechanics
CEP - secondary branch
JI - Composite materials
CEP - another secondary branch
JN - Civil engineering
20101 - Civil engineering
20306 - Audio engineering, reliability analysis
20505 - Composites (including laminates, reinforced plastics, cermets, combined natural and synthetic fibre fabrics; filled composites)
Completed project evaluation
Provider evaluation
U - Uspěl podle zadání (s publikovanými či patentovanými výsledky atd.)
Project results evaluation
The project contribution lies in the development of analytical and experimental methods for the description of the damage of cement composites. These methods enable us to analyse composite constructions. The results comply with the intended aims. 9 papers in journals with impact factor and 7 papers in journals included in the Scopus were published. No deficiencies in the grant project were found.
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2011
Realization period - end
Dec 31, 2013
Project status
U - Finished project
Latest support payment
Jun 12, 2013
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP14-GA0-GA-U/01:1
Data delivery date
Jul 1, 2014
Finance
Total approved costs
5,497 thou. CZK
Public financial support
4,997 thou. CZK
Other public sources
0 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
5 497 CZK thou.
Public support
4 997 CZK thou.
90%
Provider
Czech Science Foundation
CEP
JL - Fatigue and fracture mechanics
Solution period
01. 01. 2011 - 31. 12. 2013