Search

A comparative study of the influence of the strain rate on the dynamic mechanical behaviour of an alumina matrix with 15 and 50 % of dispersed nickel is presented. The fragmentation under high speed impact compression loads have been studied using a compression split Hopkinson pressure bar (SHPB). Dense alumina and alumina-nickel composites were processed by slip casting of water based slurries on porous moulds. Samples with the metallic phase dispersed were pre-oxidized to achieve an effective joining interface and sintered under flowing inert atmosphere. The strain rate was determined from the impact experiments. The statistics of the SHPB recovered fragments have been determined and analysed according to the exponential models of Weibull and Rosin y Rammler and the effects of the strain rate on the average fragment size are described according to the existing energy models. Finally the rupture mechanisms of the samples and the sources of fracture have been explored and compared to the quasi static mechanical behaviour of these materials.En este trabajo, se presenta un estudio comparativo de la influencia de la velocidad de deformación sobre el comportamiento mecánico a la fragmentación de materiales compuestos de una matriz de alúmina con níquel metálico disperso cuando son sometidos a elevadas velocidades de deformación. La fragmentación bajo cargas dinámicas de compresión a alta velocidad se ha realizado mediante una Barra Hopkinson (SHPB). Se ensayaron materiales compuestos de alúmina-níquel con contenidos en metal de hasta el 50 vol. %, los cuales fueron procesados coloidalmente a partir de suspensiones acuosas coladas sobre moldes porosos de alúmina. Las muestras se pre-trataron térmicamente para lograr una interfase de unión eficaz y se sinterizaron posteriormente bajo un flujo inerte de atmósfera de argón. Para cada ensayo de fragmentación dinámica se determinaba la correspondiente velocidad de deformación. Las distribuciones estadísticas de tamaños de fragmentos producidos en el impacto con la barra de Hopkinson se determinaron por métodos de tamizado y sus resultados fueron analizados de acuerdo con la función de distribución estadística de Weibull y con el modelo exponencial de Rosin y Rammler. El efecto de la velocidad de deformación sobre el tamaño medio de fragmento se analizó utilizando los modelos de energía existentes. Finalmente, se analizaron los mecanismos de rotura involucrados.

The dynamic behaviour of laminate borosilicate glasses (BSG) with polyvinylbutiral (PVB) interfaces (0,38 mm) located at different distances from the impact point have been studied and compared with monolithic glass. The mechanical behaviour under impact loads have been studied using a compression split Hopkinson pressure bar (SHPB). In these experiments, the stress-strain curves of the materials at high loading rates and the capability of transmitting and reflecting the impact energy have been determined. The influence of the position of the interface on the fragmentation statistics of the SHPB recovered fragments has also been considered and analysed according to the published theoretical models.En este trabajo se ha estudiado los comportamientos dinámicos de un vidrio monolítico de borosilicato y varios laminados de cristal de borosilicato (BSG) con intercaras de polyvinylbutiral (PVB) (0,38 mm) situados a diferentes distancias respecto del punto de impacto. Los resultados de las diferentes configuraciones de laminados se han comparado con el vidrio monolítico. El comportamiento mecánico bajo cargas de impacto se han estudiado realizando ensayos de compresión con una barra Hopkinson (SHPB). A partir de estos experimentos se obtienen las curvas tensión-deformación de los materiales a altas velocidades de carga y su capacidad de transmitir y reflejar la energía del impacto. La influencia de la posición de la interfaz en las estadísticas de la fragmentación de los fragmentos recuperados también se ha considerado y analizado de acuerdo a los modelos teóricos publicados.

Isotactic polypropylene–polyethylene copolymer microcellular foams of various relative densities were prepared using nitrogen (N2) in supercritical solid state. Also, series of copolymers with different polyethylene weight percentages were prepared. Mechanical properties (compression and impact conditions) dependence on relative density, PE content, and strain rate was studied. Results showed that yield stress gradually decreased with lower density. The yield stress of PP copolymer foams decreased with the relative densities, and was always smaller than that of the solid PP copolymer. Nevertheless, the sensitivity to strain rate effect decreases at impact velocities. Analytical models were developed including the effects of both relative density and strain rate. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

The obtaining of mechanical properties as elastic modulus and hardness of enamel and dentin has been an important topic of study in material science. Due to the small size of the samples, nanoindentation test becomes an ideal technique for determining the mechanical properties of these structures. Despite numerous studies, there is no agreement on the values of elastic modulus and hardness. The present study analyzes the mechanical properties variability of enamel and dentin for two different bovine teeth by a conventional nanoindentation test. Also, this work compares the elastic modulus and hardness by two different nanoindentation techniques: conventional method (CM) and continuous stiffness measurement method (CSM). Two bovine incisor teeth were extracted, cleaned and stored at 4ºC immersed in distilled water during one month. They were transversally sectioned and the crowns were cross-sectioned into 2 mm thick slices, obtaining 6 sections from each tooth. All sections were polished and kept fully hydrated in artificial saliva at room temperature for 24 hours. On each section, CT and CSM nanoindentation tests were carried out to obtain the elastic modulus and hardness of enamel and dentin. Both elastic modulus and hardness decrease as indentation load increases. However differences on mechanical properties values have been obtained depending of the nanoindentation technique applied.La obtención de las propiedades mecánicas del esmalte y de la dentina se ha convertido en una tarea de importancia creciente en ciencia de materiales. Debido al tamaño reducido de las muestras, los métodos de nanoindentación se han convertido en una técnica idónea para este análisis. A pesar de los numerosos y recientes estudios, no existe un acuerdo generalizado en los valores de módulo elástico y dureza. El presente trabajo estudia la variabilidad en los valores de las propiedades mecánicas del esmalte y la dentina en dos dientes bovinos mediante nanoindentación. Este trabajo compara los valores obtenidos por dos técnicas de nanoindentación: método convencional (CM) y método de medida continua de la rigidez (CSM). Se extrajeron dos dientes incisivos bovinos, que fueron convenientemente higienizados y almacenados. De cada uno de los dientes se extrajeron 6 láminas de 2 mm de espesor. Todas las secciones fueron pulidas e hidratadas en saliva artificial a temperatura ambiente durante 24 horas. Se realizaron ensayos de nanoindentación empleando las técnicas CM y CSM para obtener el módulo elástico y la dureza del esmalte y la dentina. Los resultados muestran que los valores de ambas propiedades disminuyen a medida que aumenta la carga de indentación. Sin embargo se han observado diferencias en los valores de las propiedades mecánicas dependientes de la técnica de nanoindentación aplicada.