Prediction of edge and tunnelling crack formation in layered ceramics using a stress-energy fracture criterion
Identifikátory výsledku
Kód výsledku v IS VaVaI
<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F00216305%3A26210%2F23%3APU148055" target="_blank" >RIV/00216305:26210/23:PU148055 - isvavai.cz</a>
Výsledek na webu
<a href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0955221922009839?via%3Dihub" target="_blank" >https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0955221922009839?via%3Dihub</a>
DOI - Digital Object Identifier
<a href="http://dx.doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2022.12.022" target="_blank" >10.1016/j.jeurceramsoc.2022.12.022</a>
Alternativní jazyky
Jazyk výsledku
angličtina
Název v původním jazyce
Prediction of edge and tunnelling crack formation in layered ceramics using a stress-energy fracture criterion
Popis výsledku v původním jazyce
A coupled stress-energy criterion is utilized to predict initiation of both edge and tunnelling cracks in layered ceramics containing thermal residual stresses. Edge (surface) cracks may originate in layers having high compressive in-plane stresses while tunnelling (internal) cracks may form in layers with high tensile in-plane stresses. This work investigates the influence of both the residual stresses magnitude and layer thickness on the formation of surface cracks and provides a design map defining safe regions where no cracks will be present in the sintered multilayer architecture upon reaching the room temperature. Necessary stress and energy inputs to evaluate the coupled criterion are calculated using the finite element method. Simulation results are validated with experimental observations on sample architectures fabricated with layers of various thicknesses and in -plane thermal residual stresses. The good agreement demonstrates the potential of the stress-energy coupled criterion for designing crack-free multi-layered ceramic architectures.
Název v anglickém jazyce
Prediction of edge and tunnelling crack formation in layered ceramics using a stress-energy fracture criterion
Popis výsledku anglicky
A coupled stress-energy criterion is utilized to predict initiation of both edge and tunnelling cracks in layered ceramics containing thermal residual stresses. Edge (surface) cracks may originate in layers having high compressive in-plane stresses while tunnelling (internal) cracks may form in layers with high tensile in-plane stresses. This work investigates the influence of both the residual stresses magnitude and layer thickness on the formation of surface cracks and provides a design map defining safe regions where no cracks will be present in the sintered multilayer architecture upon reaching the room temperature. Necessary stress and energy inputs to evaluate the coupled criterion are calculated using the finite element method. Simulation results are validated with experimental observations on sample architectures fabricated with layers of various thicknesses and in -plane thermal residual stresses. The good agreement demonstrates the potential of the stress-energy coupled criterion for designing crack-free multi-layered ceramic architectures.
Klasifikace
Druh
J<sub>imp</sub> - Článek v periodiku v databázi Web of Science
CEP obor
—
OECD FORD obor
20504 - Ceramics
Návaznosti výsledku
Projekt
—
Návaznosti
I - Institucionalni podpora na dlouhodoby koncepcni rozvoj vyzkumne organizace
Ostatní
Rok uplatnění
2023
Kód důvěrnosti údajů
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Údaje specifické pro druh výsledku
Název periodika
Journal of the European Ceramic Society
ISSN
0955-2219
e-ISSN
1873-619X
Svazek periodika
43
Číslo periodika v rámci svazku
7
Stát vydavatele periodika
GB - Spojené království Velké Británie a Severního Irska
Počet stran výsledku
7
Strana od-do
2928-2934
Kód UT WoS článku
000949944200001
EID výsledku v databázi Scopus
2-s2.0-85144478612