Dano por Indentação Elástico/Plástico em Cerâmicas: O Sistema de Fissuras Mediana/Radial

Uma teoria para descrever a evolução do sistema de fissuras mediana/radial no campo distante de contatos com indutores agudos é desenvolvida. A análise é baseada em um modelo no qual o campo elástico/plástico complexo abaixo do indutor é resolvido em componentes elásticas e residuais. O componente elástico, sendo reversível, assume um papel secundário no processo de fratura: embora aumente a extensão descendente (mediana) durante a metade do ciclo de carga, ele suprime a extensão superficial (radial) na medida em que um crescimento significativo continua durante a descarga. O componente residual, consequentemente, fornece a força motriz primária para a configuração da fissura nos estágios finais de evolução, onde a fissura tende à geometria próxima a meio centavo. Com a hipótese de que a origem do campo irreversível reside na acomodação de uma impressão de dureza plástica em expansão pela matriz elástica circundante, as relações de mecânica de fratura resultantes para o crescimento de fissuras em equilíbrio mostram-se envolvidas na razão de dureza para módulo, bem como na tenacidade. Observações da evolução de fissuras em vidro de soda-lima fornecem uma calibração adequada dos coeficientes de indentação nessas relações. As equações calibradas são então demonstradas como capazes de prever as características de crescimento mediano e radial amplamente variáveis observadas em outros materiais cerâmicos. A teoria demonstra ter um impacto vital em áreas práticas importantes da avaliação de cerâmicas, incluindo tenacidade e resistência.