Abstract

The paper is devoted to investigation of oxide ceramic mechanical behavior during penetration of diamond conical indenter at different time duration of the process: from ~80 microsecond to ~100 second in order to determine material sensitivity to the loading rate. Static indentation was produced with Testometric loading machine. Dynamic indentation was produced with the original experimental setup where the sample glued at the end surface of the loading aluminum rod was pushed into non-movable indenter. Loading rod end surface displacement was realized by the propagation of elastic wave initiated by the striker accelerated by pneumatic gun. Tensometry was used to determine the loading rod displacement which is equivalent to the indenter penetration distance in the material. The loading force acting on the sample from the indenter was registered by piezoelectric force sensor. Optical microscopy of the indents allowed us to obtain the relationship between the indentation depth and maximum loading force. Comparison of experimental results obtained on static and dynamic indentation had revealed that at the beginning of the process the mechanical response of material is the same at different loading velocities; at the following stages of loading there is significant deviation of mechanical response of material subjected to dynamic indentation.Received 13.10.2016; accepted 29.11.2016

Highlights

  • The paper is devoted to investigation of oxide ceramic mechanical behavior during penetration of diamond conical indenter at different time duration of the process: from ~80 microsecond to ~ 100

  • Dynamic indentation was produced with the original experimental setup where the sample glued at the end surface of the loading aluminum rod was pushed into non-movable indenter

  • Loading rod end surface displacement was realized by the propagation of elastic wave initiated by the striker accelerated by pneumatic gun

Read more

Summary

Введение

Экспериментальные исследования механического отклика керамик при динамическом индентировании выявили зависимость твердости, прочности, вязкости разрушения от скорости нагружения, а также влияние стесненности материала при нагружении на закономерности его деформирования и разрушения [1,2,3,4,5]. Применяющихся в настоящее время для экспериментального исследования закономерностей деформирования и разрушения хрупких материалов, динамическое индентирование имеет ряд преимуществ, в частности, оно позволяет добиваться большей воспроизводимости результатов по сравнению с динамическим ударом и является не такой дорогостоящей, как эксперимент на пробивание преграды. Эксперименты по динамическому индентированию могут дать новую информацию о закономерностях деформации и разрушения хрупких материалов при временах процесса порядка сотни микросекунд. В настоящей статье описывается реализованная экспериментальная схема по динамическому индентированию и представлены результаты тестирования в данной постановке образцов из оксида алюминия

Материал
Методика эксперимента
Результаты и обсуждение
Выводы
Full Text
Published version (Free)

Talk to us

Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have

Schedule a call