Parametric study of the diametral compression test for ceramics

Marion, R.H.; Johnstone, J.K.

doi:10.2172/4191682

Cited by 21 publications

(26 citation statements)

References 0 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…The method has been used to measure the tensile strength of concrete (Carneiro and Barcellos 1953;Akazawa 1953), polymers (Price and Murray 1973), rocks (Hiramatsu and Oka 1966), and ceramics (Spriggs et al 1964;Freiman and Hench 1972;Marion and Johnstone 1977;Ovri and Davies 1987;Blamey and Parry 1993) over the past six decades. While the stress state in the body has been examined using a variety of methods (Price and Murray 1973;Hiramatsu and Oka 1966;Peltier 1954;Awaji and Sato 1979;Fahad 1996;Rudnick et al 1963;Frocht 1941) and is in excellent agreement with the solution presented by Hertz (1883) over a century ago, the method has found limited application in the ceramics community.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Analysis of the diametral compression method for determining the tensile strength of transparent magnesium aluminate spinel

Swab

Gamble³

et al. 2011

Int J Fract

View full text Add to dashboard Cite

Attempts were made to determine the inherent tensile strength of a coarse-grained, hot-pressed magnesium aluminate spinel (MgAl 2 O 4 ) using the diametral compression test. Thick (9.6 mm) disk specimens were machined from a large (356 mm square) plate of spinel. Two pairs of tungsten carbide (WC) platens, one with flat surfaces and the other with a 20 • half-arc and radius matched to the disk diameter, were used to transfer the applied load. Specimens tested using the platens with the matched radius had strength values almost 50% higher than those tested using flat platens. Images of the fracture process captured using a high-speed camera showed that irrespective of the type of platens used, fracture consistently initiated at the loading interface, resulting in an invalid test. These results show that the diametral compression test method is not appropriate for determining the tensile strength of this spinel and it raises concerns about the applicability of the method for any advanced ceramic.

show abstract

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Analysis of the diametral compression method for determining the tensile strength of transparent magnesium aluminate spinel

Swab

Gamble³

et al. 2011

Int J Fract

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Los discos ensayados presentaron los siguientes patrones de fractura (entre paréntesis se informa la frecuencia de aparición), que se muestran en la Figura 2: delaminación en la región de contacto (50 %), 'triple-cleft' (4, 5) (25 %) y fractura diametral junto con delaminación en la región de contacto (25 %). Si bien la validez de los ensayos en el caso de que la fractura no sea exclusivamente diametral es discutida por algunos autores (5), la rotura en 'triple-cleft' es comúnmente aceptada como un patrón válido (4,12). En este caso, dado que las probetas que sólo sufrieron delaminación en la zona de contacto (sin fisura diametral) presentaron curvas s-e con características similares a aquéllas correspondientes a los discos que fracturaron diametralmente (incluyendo el 'triple-cleft' como patrón de fractura válido), y propiedades mecánicas en el rango de valores de éstos últimos, no se las descartó para el cálculo de los valores medios de los parámetros mecánicos (s F , Ea y s Y ).…”

Section: A) C) B)unclassified

“…Una de las configuraciones usadas para la evaluación mecánica de cerámicos en verde y sinterizados, es la compresión diametral de discos (4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)(12), también denominado 'splitting test' o 'Brazilian test', debido a sus varias ventajas frente a técnicas similares (flexión en 3 y 4 puntos): simplicidad en la configuración de carga y geometría de probeta, ausencia de efectos de borde, independencia del acabado superficial, entre las más importantes. Este M. L. SANDOvAL, A. G. TOMBA MARTINEz, M. A. CAMERUCCI ensayo mecánico consiste en la aplicación de una carga compresiva uniaxial sobre una probeta de geometría cilíndrica, distribuida a lo largo de dos generatrices diametralmente opuestas, hasta alcanzar la rotura de la probeta.…”

Section: Introductionunclassified

Simulación numérica de ensayos de compresión diametral para la evaluación de discos cerámicos porosos

Sandoval¹,

Martínez²,

Camerucci³

2012

Bol. Soc. Esp. Ceram. Vidr.

View full text Add to dashboard Cite

Se estudió el comportamiento mecánico de materiales porosos de cordierita mediante ensayos en compresión diametral. La solución analítica que permite la medición indirecta de la resistencia mecánica a tracción en compresión diametral se formula bajo ciertas condiciones que no suelen satisfacerse en la práctica. Con el objetivo de analizar desviaciones de las condiciones ideales se simuló el ensayo con técnicas computacionales. Los discos porosos de cordierita se obtuvieron por calcinación (650 °C, 2h) y reacción-sinterización (1330 °C, 4h) de cuerpos en verde preparados por consolidación térmica (85 °C, 4h) de suspensiones acuosas de una mezcla precursora de cordierita (caolín, talco y alúmina) con almidón nativo de papa. Los ensayos mecánicos se realizaron en una máquina servohidráulica en control por desplazamiento (0,2 mm/min). A partir de la relación aparente tensión-deformación se determinaron los parámetros mecánicos: módulo de Young aparente, resistencia mecánica y límite elástico. Sobre los discos ensayados se analizaron las características de la fractura. La influencia de las desviaciones geométricas más frecuentes identificadas en la práctica (desviación de la circularidad y no paralelismo entre las caras del disco) sobre la distribución de tensiones se estudió mediante la simulación por elementos finitos, tomando como referencia la ecuación de Hertz para problemas de contacto. Palabras claves: Compresión diametral, Simulación numérica, Cerámicos porosos, Cordierita. Numerical simulation of diametral compression tests for the evaluation of porous ceramic disksThe mechanical behavior of porous cordierite materials was studied by diametral compression tests. The analytical solution allowing the indirect measuring of the tensile mechanical strength in this load configuration is formulated under certain assumption which may be not satisfied in practice. With the aim to analyze deviations of the ideal conditions, the test was simulated using computational techniques. Porous cordierite disks were prepared by firing (650 °C, 2h) and reaction-sintering (1330 °C, 4h) of green disks shaped by thermogelling the aqueous suspensions of a cordierite precursor mixture (kaolin, talc and alumina) with native potato starch as a consolidator/binder of ceramic particles and a pore former by burn-out at high temperature. The mechanical tests were carried out in displacement control (0.2 mm/min) using a servohydraulic testing machine. From the apparent stress-strain ratio, the following parameters were determined: mechanical strength, apparent Young modulus and yield stress. Fracture features of tested disks were also analyzed. The influence of the geometrical deviations more usually identified in practice (deviation of the circularity and no parallelism between the plane surfaces of the disk) on the stress distribution was studied by means of the simulation by finite element method, considering the Hertz´s equation for contact problems as reference.

show abstract

“…In addition, the theoretical treatment predicts the fracture beginning at the central point of the disk where the maximum principal stress takes place. 20 Although some authors consider this one of the valid fracture patterns, along with the 'triple-cleft', 18,26 there is not general agreement in this aspect. 18 In some cases, besides the diametral crack, secondary fissures were observed in the contact zone (SF, Fig.…”

Section: Fracture Patternsmentioning

confidence: 99%

Mechanical evaluation of cordierite precursor green bodies obtained by starch thermogelling

Sandoval

Pucheu

Talou

et al. 2009

Journal of the European Ceramic Society

View full text Add to dashboard Cite

Parametric study of the diametral compression test for ceramics

Cited by 21 publications

References 0 publications

Analysis of the diametral compression method for determining the tensile strength of transparent magnesium aluminate spinel

Analysis of the diametral compression method for determining the tensile strength of transparent magnesium aluminate spinel

Simulación numérica de ensayos de compresión diametral para la evaluación de discos cerámicos porosos

Mechanical evaluation of cordierite precursor green bodies obtained by starch thermogelling

Contact Info

Product

Resources

About