Forschungszentrum Karlsruhe - Wissenschaftliche Berichte – FZKA 7052

3-BALLS-ON-3-BALLS TEST FOR CERAMIC DISKS: A FINITE ELEMENT STUDY

T. Fett, G. Rizzi

Abstract
In the usual tests to determine strength or lifetime under tension, bending or compression loading, a uniaxial stress state is present. However, in components very often multiaxial stresses occur. But also under uniaxial external loading, multiaxial stresses are possible, for instance, in notched components. Common tests are bending tests on thin circular disks.

Following the description of conventional tests, a recently developed test using 3 loading and 3 supporting balls shall be addressed. For this test, the maximum principal stresses and the biaxiality are determined for a wide range of geometries by using the finite element method.

Eine Vorrichtung zur Bestimmung der Festigkeit von keramischen Scheibenproben: Finite Elemente-Berechnungen

Zusammenfassung
Bei der mechanischen Festigkeitscharakterisierung von keramischen Werkstoffen im Zug-, Biege- und Druckversuch wird das Versagen unter einachsiger Belastung geprüft. In realen Bauteilen treten jedoch meist mehrachsige Spannungszustände auf. Deshalb wurden schon früh experimentelle Methoden entwickelt, um das Festigkeitsverhalten unter mehrachsigen Spannungszuständen in kreisförmigen Scheiben zu bestimmen. Nach einer Beschreibung der bisherigen Methoden wird auf ein neues Verfahren mit drei Belastungs- und drei Unterstützungskugeln eingegangen. Durch Finite Elemente-Rechnungen werden die maximalen Hauptspannungen und die Mehrachsigkeit

in diesem Versuch berechnet.

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