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Title: Experimenteller Aufbau zur Messung der Energiefreisetzungsrate für Risswachstum in PZT unter elektromechanischer Last
Other Titles: Experimental Set-up to Measure the Energy Release Rate for Crack Growth in PZT under Electromechanical Loading
Language: German
Authors: Jelitto, Hans 
Felten, Frank 
Schneider, Gerold A. 
Keywords: Vierpunktbiegung, Risswachstum, Energiefreisetzungsrate, Nachgiebigkeit;four point bending, crack growth, energy release rate, compliance
Issue Date: 2005
Source: DVM-Bericht 237, 37. Tagung des DVM-Arbeitskreises Bruchvorgänge, S. 365
Abstract (german): In 4-Punkt-Biegung wird in längs gepolten und angekerbten PZT-Biegestäbchen ein makroskopischer Riss mit Hilfe einer eigens entwickelten Apparatur kontrolliert getrieben. Zusätzlich zur mechanischen Last wird ein elektrisches Feld parallel bzw. antiparallel zur Polungsrichtung angelegt. Dies stellt eine für die Anwendung von piezo- bzw. ferroelektrischen Keramiken typische Belastung dar. Um die verschiedenen Anteile zur totalen Energiefreisetzungsrate zu bestimmen, werden mit einer speziellen Technik simultan die mechanische sowie die piezoelektrische Compliance (Nachgiebigkeit), als auch die Kapazität der Probe als Funktion der Risslänge aufgenommen. Die Ableitung dieser Größen nach der Rissfläche ermöglicht erstmals die Berechnung sämtlicher Anteile der totalen Energiefreisetzungsrate auf der Basis eines einzelnen Biegebruchversuchs. Der Schwerpunkt liegt hier auf der Präsentation der Messmethode.
Abstract (english): Four-point-bending V-notched specimens of PZT poled parallel to the long axis are fractured under conditions of controlled crack growth in a custom-made device. In addition to the mechanical loading an electric field is applied parallel or anti parallel to the poling direction. This is a typical loading condition for the application of piezo- and ferroelectric ceramics, respectively. To determine the different contributions to the total energy release rate the mechanical and piezoelectric compliance as well as the electrical capacitance of the sample are acquired continuously with a special technique as a function of the crack length. The derivation of the data with respect to the crack surface allows calculating all parts of the total energy release rate on the basis of a single bending experiment for the first time. The main focus here is the presentation of the experimental method.
URI: http://tubdok.tub.tuhh.de/handle/11420/258
DOI: 10.15480/882.256
Institute: Keramische Hochleistungswerkstoffe M-9 
Type: InProceedings (Aufsatz / Paper einer Konferenz etc.)
License: In Copyright In Copyright
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