Análise fractal de fraturas em regime linear elástico: modo I de carregamento

Abstract

For the development of this graduate work of fractal fracture behavior, it is necessary to establish references for fractal analysis on fracture surfaces, evaluating, from tests of fracture tenacity on modes I, II and combined I / II, the behavior of fractures in fragile materials, on linear elastic regime. Fractures in the linear elastic regime are described by your fractal behavior by several researchers, especially Mecholsky JJ. The motivation of that present proposal stems from work done by the group and accepted for publication in the journal Materials Science and Engineering A (Horovistiz et al, 2010), where the model of Mecholsky could not be proven for fractures into grooved specimens for tests of diametric compression of titania on mode I. The general objective of this proposal is to quantify the distinguish surface regions formed by different mechanisms of fracture propagation in linear elastic regime in polymeric specimens (phenolic resin), relating tenacity, thickness of the specimens and fractal dimension. The analyzed fractures were obtained from SCB tests in mode I loading, and the acquisition of images taken using an optical reflection microscope and the surface topographies obtained by the extension focus method of reconstruction, calculating the values of fractal dimension with the use of maps of elevations. The fractal dimension was classified as monofractal dimension (Df), when the fracture is described by a single value, or texture size (Dt), which is a macroscopic analysis of the fracture, combined with the structural dimension (Ds), which is a microscopic analysis. The results showed that there is no clear relationship between tenacity, thickness and fractal values for the material investigated. On the other hand it is clear that the fractal values change with the evolution of cracks during the fracture process ... (Complete abstract click electronic access below)

Para o desenvolvimento do presente trabalho de graduação sobre o comportamento fractal de fraturas, é necessário estabelecer referências para a análise fractal de superfícies de fratura, avaliando, a partir de ensaios de tenacidade à fratura nos modos I, II e misto I/II, o comportamento de fraturas em materiais frágeis, sob o regime linear elástico. Fraturas em regime linear elástico são descritas por seu comportamento fractal por vários pesquisadores, em especial J.J. Mecholsky. A motivação da presente proposta decorre de um trabalho feito pelo grupo e aceito para publicação no periódico Materials Science and Engineering A (Horovistiz et al, 2010), onde o modelo de Mecholsky não pôde ser comprovado para a fratura em corpos de prova ranhurados para ensaios de compressão diametral de titânia sob o modo I. O objetivo geral desta proposta é quantificar as regiões de relevo formadas pelos diferentes mecanismos de propagação de trincas na fratura sob regime linear elástico, em corpos de prova poliméricos (resina fenólica), relacionando tenacidade, espessura dos corpos de prova e dimensão fractal. As fraturas analisadas foram provenientes de ensaios SCB, em modo I de carregamento, sendo a aquisição das imagens feitas com o uso de microscópio óptico de reflexão e as topografias das superfícies obtidas pelo método de reconstrução por extensão de foco, calculando-se os valores de dimensão fractal com o uso dos mapas de elevações. A dimensão fractal foi classificada como: dimensão monofractal (Df), quando a fratura é descrita por um único valor; ou dimensão textural (Dt), que é uma análise macroscópica da fratura, combinada com a dimensão estrutural (Ds), que é uma análise microscópica. Os resultados demonstraram que não há relação clara entre a tenacidade, espessura e valores fractais para o material ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo)