Stereometric/fractal fracture description in materials decohesion investigations

• Autorzy: Stach S. , Cybo J. , Cwajna J. , Roskosz S.

Warianty tytułu

PL

Stereometryczno-fraktalny opis przełomu w badaniach dekohezji materiałów

• Konferencja: Advanced Materials and Technologies, AMT'2004 : XVII Physical Metallurgy and Materials Science Conference (XVII; 20-24.06.2004; Łódź, Polska)
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In their previous works [1, 2, 3], the authors showed the possibility of extending the fractographic description of a fracture profile [4] with a fractal analysis of profilographometric data. This idea has been used in the present study for an analysis of an optional number of profiles obtained from stereometric investigations of fracture surfaces, considered in one or mutually perpendicular directions, or for an even more efficient solution, i.e. description of individual fracture fragments. In both cases, the determinant of profile and fracture surface development are the probabilities of appropriate distances between profile points or the fracture fragments under consideration. The results are fully consistent with those obtained in traditional profile investigations by fractography and image analysis methods, and strongly correlated with the mechanical/cohesion properties of the material, which was corroborated in WC-Co carbides investigations. An advantage of the new stereometric/fractal method over the former one consists in objectivity ensuing from an analysis of an optionally large data population from stereometric investigations, with its quickness ensuring a proper multifractal algorithm. The multifractal spectrum span corresponding to the fraction of overlaps and secondary cracks, may constitute a direct indicator of material crack resistance in the future.

PL

We wcześniejszych pracach [1, 2, 3] autorzy wykazali możliwość rozszerzenia fraktograficznego opisu profilu przełomu [4] metodą fraktalnej analizy danych profilografometrycznych. Koncepcję tę zastosowano w obecnej pracy do analizy dowolnej liczby profili z badań stereometrycznych powierzchni przełomu, rozważanych w jednym, bądź wzajemnie prostopadłych kierunkach, albo do jeszcze sprawniejszego rozwiązania - opisu poszczególnych fragmentów przełomu. W obu przypadkach determinantą rozwinięcia profilu i powierzchni przełomu są prawdopodobieństwa odpowiednich odległości między punktami profilu lub rozważanymi fragmentami przełomu. Wyniki są w pełni zgodne z klasycznymi badaniami profilu metodą fraktografii i analizy obrazu oraz silnie skorelowane z właściwościami wytrzymałościowo-kohezyjnymi materiału, co potwierdzono w badaniach węglików WC-Co. Przewagę nowej metody stereometryczno-fraktalnej nad wcześniejszą stanowi jej obiektywizm, wynikający z analizy dowolnie dużej populacji danych z badań stereometrycznych, a jej szybkość zapewnia właściwy algorytm multifraktalny. Rozwartość widma multifraktalnego, odpowiadająca udziałowi przesłonięć i pęknięć wtórnych, może w przyszłości stanowić bezpośredni wskaźnik odporności materiału na pękanie.

Słowa kluczowe

PL

dekohezja materiałów; metoda stereometryczno-fraktalna; profil

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2004
• Tom: R. XXV, nr 3
• Strony: 437--439
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Stach S.

• Department of Materials Science, Silesian University of Technology, Sosnowiec

autor

Cybo J.

• Department of Materials Science, Silesian University of Technology, Sosnowiec

autor

Cwajna J.

• Department of Materials Science, Silesian University of Technology, Katowice

autor

Roskosz S.

• Department of Materials Science, Silesian University of Technology, Katowice

Bibliografia

• [1] Stach S., Roskosz S., Cwajna J., Cybo J.: Multifractal or fractographic fracture line description?. Inżynieria Materiałowa, Rok XXIV, Materiały konferencyjne, AMT - Łódź 2004
• [2] Stach S., Roskosz S., Cybo J., Cwajna J.: Multifractal description of fracture morphology - Investigation of sintered carbides fractures. Materials Characterization 51/1 (2003) 87-93
• [3] Stach S., Cybo J.: Multifractal description of fracture morphology - Theoretical basis. Materials Characterization 51/1 (2003) 79-86
• [4] Wojnar L.: Fraktografia Ilościowa: Podstawy i komputerowe wspomaganie badań. Politechnika Krakowska, Kraków, 1990
• [5] Chhabra A., Jensen R. V.: Direct determination of the f(d) singularrrity spectrum. Physical Review Letters 62/12 (1989) 1327- 1330
• [6] Xie H.. Wang J.-A.. Stein E.. Direct fractal measurement and multifractal properties of fracture surfaces. Physics Letters A 242 (1998)41-50
• [7] Stach S., Cybo I., Chmielą I.: Fracture surface - fractal or multifractal? Materials Characteriazation 46/2-3 (2001) 163-167