Edge damageability and fracture resistance of elements made of brittle and semibrittle materials

摘要

Розроблено технічний підхід для оцінювання опору руйнуванню та пошкоджуваності крайових зон елементів конструкцій з крихких та квазікрихких матеріалів, який дозволяє уникнути недоліки, що виникають при застосуванні гострого індентора й отримати можливість визначити безперервні та дискретні характеристики опору самої кромки. Спосіб тестування полягав в скануванні кромки при переміщенні навантажувального елемента з циліндричною поверхнею вздовж грані пластини. Як параметри пошкоджуваності використовують величини максимальних та середніх відколів по передній та торцевій поверхні та їх співвідношення, площу відколів. Як показники локального опору руйнуванню кромки використовується відношення навантаження до розмірів відколів. Визначено особливості механічної поведінки гострої кромки скла при локальному дискретному навантаженні та при безперервному скануванні. Для скла встановлено два механізми локального руйнування: сколювання з переважним впливом механізму відриву та викришування і роздрібнення фрагментів кромки з переважним впливом механізмів розсіяного руйнування. Виконано експериментальну оцінку характеру і ступеню пошкоджень та опору локальному руйнуванню твердосплавної різальної пластини у вихідному стані та із зносостійким PVD – покриттям TiAlN. Показано, що безперервне скануванняі дозволяє оцінити закономірності поведінки краю елементів при локальному навантаженні з урахуванням рівня та характеру дефектності.