Cracking resistance of silicon carbide composites by single- and double-notched specimen techniques

片ノッチ,両端ノッチ試験片法による炭化ケイ素基複合材料の亀裂抵抗の評価

野澤 貴史; 谷川 博康

Nozawa, Takashi; Tanigawa, Hiroyasu

擬延性複合材料の亀裂進展挙動の評価のため、本研究は片ノッチ曲げ試験,両端ノッチ引張試験による破壊抵抗の評価を目的とした。初期検討により、非線形破壊力学を主体とした破壊抵抗評価のための新規解析法を提案し、非可逆エネルギーの寄与を分離評価することに成功した。本手法をさまざまなSiC/SiC複合材料に適用することで、(1)ノッチ鈍感性,(2)有意なサイズ依存性がほとんどないこと,(3)優れたダメージトレランスを確認した。特にこれらは繊維/マトリックス界面強度に依存することを特定した。

To investigate the crack propagation behavior of quasi-ductile composites, this paper aims to evaluate the fracture resistance by the single-edge notched-bend test and the double notch tensile test. With the preliminary analysis, a new methodology to determine the fracture resistance has been developed based on the non-linear fracture mechanics, separately discussing the effect of irreversible energies. By adopting this method to various SiC/SiC composites, (1) notch insensitivity, (2) no significant size effect, and (3) superior crack tolerance were identified for both test types, depending on the fiber/matrix interfacial bond strength.