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2014 | OriginalPaper | Buchkapitel

Damage mechanisms in the dynamic fracture of nominally brittle polymers

verfasst von : Daniel Bonamy, Davy Dalmas, Claudia Guerra, Julien Scheibert

Erschienen in: Fracture Phenomena in Nature and Technology

Verlag: Springer International Publishing

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Linear elastic fracture mechanics provides a consistent framework to evaluate quantitatively the energy flux released to the tip of a growing crack. Still, the way in which the crack selects its velocity in response to this energy flux remains far from completely understood. To uncover the underlying mechanisms, we experimentally studied damage and dissipation processes that develop during the dynamic failure of polymethylmethacrylate, classically considered as the archetype of brittle amorphous materials. We evidenced a well-defined critical velocity along which failure switches from nominally-brittle to quasi-brittle, where crack propagation goes hand in hand with the nucleation and growth of microcracks. Via postmortem analysis of the fracture surfaces, we were able to reconstruct the complete spatiotemporal microcracking dynamics with micrometer/nanosecond resolution. We demonstrated that the true local propagation speed of individual crack fronts is limited to a fairly low value, which can be much smaller than the apparent speed measured at the continuum-level scale. By coalescing with the main front, microcracks boost the macroscale velocity through an acceleration factor of geometrical origin. We discuss the key role of damage-related internal variables in the selection of macroscale fracture dynamics.

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Metadaten
Titel
Damage mechanisms in the dynamic fracture of nominally brittle polymers
verfasst von
Daniel Bonamy
Davy Dalmas
Claudia Guerra
Julien Scheibert
Copyright-Jahr
2014
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-319-04397-5_8

    Marktübersichten

    Die im Laufe eines Jahres in der „adhäsion“ veröffentlichten Marktübersichten helfen Anwendern verschiedenster Branchen, sich einen gezielten Überblick über Lieferantenangebote zu verschaffen.