6.26 A ceramic matrix composite contains internal flaws as large as 0.01 mm in length. The plane strain fracture toughness of the composite is
and the tensile strength is 550 MPa . Will the stress cause the composite to fail before the tensile strength is reached? Assume that
.
Passo 1
O enunciado descreve um compósito cerâmico com defeitos internos de comprimento máximo
,mm, tenacidade à fratura em plano de deformação
,MPa
e resistência à tração
,MPa. O conteúdo aqui é mecânica da fratura linearizada: a ruptura por fratura ocorre quando o fator de intensidade de tensão
atinge
. Vamos usar a fórmula
com
, para obter a tensão crítica
.
Passo 2
Convertendo o comprimento do defeito para metros:
Passo 3
Calculando
:
Passo 4
Determinando a tensão crítica
que faria
:
Passo 5
Comparando
com a resistência à tração
:
Como
, a fratura por crescimento de defeitos exigiria tensões muito maiores que a resistência à tração.
Resposta
Não. O material irá atingir sua resistência à tração de
,MPa antes de ocorrer fratura estável dos defeitos internos.