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Erschienen in: Applied Composite Materials 1/2018

29.04.2017

Modeling Strength Degradation of Fiber-Reinforced Ceramic-Matrix Composites Subjected to Cyclic Loading at Elevated Temperatures in Oxidative Environments

verfasst von: Li Longbiao

Erschienen in: Applied Composite Materials | Ausgabe 1/2018

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Abstract

In this paper, the strength degradation of non-oxide and oxide/oxide fiber-reinforced ceramic-matrix composites (CMCs) subjected to cyclic loading at elevated temperatures in oxidative environments has been investigated. Considering damage mechanisms of matrix cracking, interface debonding, interface wear, interface oxidation and fibers fracture, the composite residual strength model has been established by combining the micro stress field of the damaged composites, the damage models, and the fracture criterion. The relationships between the composite residual strength, fatigue peak stress, interface debonding, fibers failure and cycle number have been established. The effects of peak stress level, initial and steady-state interface shear stress, fiber Weibull modulus and fiber strength, and testing temperature on the degradation of composite strength and fibers failure have been investigated. The evolution of residual strength versus cycle number curves of non-oxide and oxide/oxide CMCs under cyclic loading at elevated temperatures in oxidative environments have been predicted.

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Literatur
1.
3.
Zurück zum Zitat Bertrand, D.J., Sabelkin, V., Zawada, L., Mall, S.: Fatigue behavior of Sylramic-iBN/BN/CVI SiC ceramic matrix composite in combustion environment. J. Mater. Sci. 50, 7437–7447 (2015). doi:10.1007/s10853-015-9302-8 CrossRef Bertrand, D.J., Sabelkin, V., Zawada, L., Mall, S.: Fatigue behavior of Sylramic-iBN/BN/CVI SiC ceramic matrix composite in combustion environment. J. Mater. Sci. 50, 7437–7447 (2015). doi:10.​1007/​s10853-015-9302-8 CrossRef
5.
Zurück zum Zitat Mehrman, J.M., Ruggles-Wrenn, M.B., Baek, S.S.: Influence of hold times on the elevated-temperature fatigue behavior of an oxide-oxide ceramic composite in air and in steam environment. Compos. Sci. Technol. 67, 1425–1438 (2007). doi:10.1016/j.compscitech.2006.09.005 CrossRef Mehrman, J.M., Ruggles-Wrenn, M.B., Baek, S.S.: Influence of hold times on the elevated-temperature fatigue behavior of an oxide-oxide ceramic composite in air and in steam environment. Compos. Sci. Technol. 67, 1425–1438 (2007). doi:10.​1016/​j.​compscitech.​2006.​09.​005 CrossRef
8.
Zurück zum Zitat Keiji, O.: Prediction of residual tensile strength after fatigue in unidirectional brittle fiber-reinforced ceramic composites. J. Solid Mech. Mater. Eng. 5, 64–74 (2011). doi:10.1299/jmmp.5.64 CrossRef Keiji, O.: Prediction of residual tensile strength after fatigue in unidirectional brittle fiber-reinforced ceramic composites. J. Solid Mech. Mater. Eng. 5, 64–74 (2011). doi:10.​1299/​jmmp.​5.​64 CrossRef
11.
15.
Zurück zum Zitat Li, L.B.: Assessment of the interfacial properties from fatigue hysteresis loss energy in ceramic-matrix composites with different fiber preforms at room and elevated temperatures. Mater. Sci. Eng. A. 613, 17–36 (2014). doi:10.1016/j.msea.2014.06.092 CrossRef Li, L.B.: Assessment of the interfacial properties from fatigue hysteresis loss energy in ceramic-matrix composites with different fiber preforms at room and elevated temperatures. Mater. Sci. Eng. A. 613, 17–36 (2014). doi:10.​1016/​j.​msea.​2014.​06.​092 CrossRef
17.
18.
Zurück zum Zitat Li, L.B.: Damage development in fiber-reinforced ceramic-matrix composites under cyclic fatigue loading using hysteresis loops at room and elevated temperatures. Int. J. Fract. 199, 39–58 (2016). doi:10.1007/s10704-016-0085-y CrossRef Li, L.B.: Damage development in fiber-reinforced ceramic-matrix composites under cyclic fatigue loading using hysteresis loops at room and elevated temperatures. Int. J. Fract. 199, 39–58 (2016). doi:10.​1007/​s10704-016-0085-y CrossRef
Metadaten
Titel
Modeling Strength Degradation of Fiber-Reinforced Ceramic-Matrix Composites Subjected to Cyclic Loading at Elevated Temperatures in Oxidative Environments
verfasst von
Li Longbiao
Publikationsdatum
29.04.2017
Verlag
Springer Netherlands
Erschienen in
Applied Composite Materials / Ausgabe 1/2018
Print ISSN: 0929-189X
Elektronische ISSN: 1573-4897
DOI
https://doi.org/10.1007/s10443-017-9609-5

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