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• W2015693254 abstract "Brittle solids can be toughened by incorporating ductile inclusions into them. The inclusions bridge the crack and are stretched as the crack opens, absorbing energy which contributes to the toughness. To calculate the contribution to the toughness it is necessary to know the force-displacement curve for an inclusion, constrained (as it is) by the stiff, brittle matrix. Measured force-displacement curves for highly constrained metal wires are described and related to the unconstrained properties of the wire. The constraint was achieved by bonding the wire into a thick-walled glass capillary, which was then cracked in a plane normal to the axis of the wire and tested in tension. Constraint factors as high as 6 were found, but a lesser constraint gives a larger contribution to the toughness. The diameter of the wires (or of the inclusions) plays an important role. Simple, approximate, models for the failure of the wires are developed. The results allow the contribution of ductile particles to the toughness of a brittle matrix composite to be calculated. Il est possible de curcir des matériaux fragiles en leur incorporant des inclusions ductiles. Les inclusions traversent la fissure et s'allongent lorsque la fissure s'ouvre, absorbant de l'énergie qui contribue à la resilience. Pour calculer la contribution à la resilience, il est nécessaire de connaître la courbe force-déplacement d'une inclusion quand elle est contrainte par la matrice fragile et rigide. Nous décrivons les courbes expérimentales force-déplacement de fils métalliques fortement contraints, et nous les relions aux propriétés du fil non contraint. La contrainte est créée en fixant le fil à l'intérieur d'un capillaire en verre à parois épaisses, que l'on écrase ensuite dans un plan perpendiculaire à l'axe du fil, et que l'on déforme en traction. Les facteurs de contrainte peuvent atteindre 6, mais une contrainte moins élevée participe davantage à la resilience. Le diamètre des fils (ou celui des inclusions) joue un rôle important. Nous développons des modèles approchés simples de la rupture des fils. Les résultats permettent de calculer la contribution des particules ductiles à la resilience d'un composite à matrice fragile. Spröde Festkörper können mit eingebrachten duktilen Einschlüssen gehärtet werden. Wenn sich der Riβ öffnet, überbrücken die Einschlüsse den Riβ, sie werden gedehnt und absorbieren Energie und tragen so zur Festigkeitserhöhung bei. Um dessen Höhe zu berechnen, muβ man die Kraft-Weg-Kurve für einen Einschluβ, eingeengt durch die steife und spröde Matrix, kennen. Die an entsprechenden Metalldrähten gemessenen Kraft-Weg-Kurven werden beschrieben und mit Messungen des Verhaltens freier Drähte verglichen. Die Einschrämkung wurde dadurch erzeugt, daβ der Draht in dickwandige Glaskapillaren eingebettet wurde; diese wurden dann in einer Ebene senkrecht zur Drahtachse gebrochen und im Zugversuch verformt. Es ergeben sich Einschränkungsfaktoren bis zu 6; allerdings tragen geringere Faktoren stärker zur Zähigkeit bei. Der Durchmesser der Drähte (oder der Einschlüsse) ist sehr wichtig. Es werden einfache angenäherte Modelle für den Bruch der Drähte entwickelt. Die Ergebnisse ermöglichen, den Beitrag der duktilen Einschlüsse zur Zähigkeit einer spröden Matrix zu berechnen." @default.
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