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Experimental evaluation and theoretical prediction of elastic properties and failure of C/C-SiC composite

Shi, Yuan und Li, Shuguang und Sitnikova, Elena und Cepli, Daniel und Koch, Dietmar (2021) Experimental evaluation and theoretical prediction of elastic properties and failure of C/C-SiC composite. International Journal of Applied Ceramic Technology, 18. Wiley. doi: 10.1111/ijac.13775. ISSN 1546-542X.

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3MB

Kurzfassung

The paper presents experimental characterization and theoretical predictions of elastic and failure properties of continuous carbon fiber reinforced silicon carbide (C/C‐SiC) composite fabricated by Liquid Silicon Infiltration (LSI). Its mechanical properties were determined under uniaxial tensile, compression, and pure shear loads in two sets of principal coordinate systems, 0°–90° and ±45°, respectively. The properties measured in the 0°–90° coordinate system were employed as the input data to predict their counterparts in the ±45° coordinate system. Through coordinate transformations of stress and strain tensors, the elastic constants and stress‐strain behaviors were predicted and found to be in good agreement with the experimental results. In the same way, three different failure criteria, maximum stress, Tsai‐Wu, and maximum strain, have been selected for the evaluation of the failure of C/C‐SiC as a type of genuinely orthotropic material. Based on the comparisons with experimental results, supported by necessary practical justifications, the Tsai‐Wu criterion was found to offer a reasonable prediction of the strengths, which can be assisted by the maximum stress criterion to obtain an indicative prediction of the respective failure modes.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/141758/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Experimental evaluation and theoretical prediction of elastic properties and failure of C/C-SiC composite
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Shi, Yuanyuan.shi (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-4210-9069NICHT SPEZIFIZIERT
Li, ShuguangFaculty of Engineering, University of NottinghamNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Sitnikova, ElenaFaculty of Engineering, University of NottinghamNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Cepli, Danieldaniel.cepli (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Koch, Dietmardietmar.koch (at) mrm.uni-augsburg.dehttps://orcid.org/0000-0003-4504-8721NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:April 2021
Erschienen in:International Journal of Applied Ceramic Technology
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:18
DOI:10.1111/ijac.13775
Verlag:Wiley
ISSN:1546-542X
Status:veröffentlicht
Stichwörter:C/C‐SiC; ceramic matrix composites; failure; mechanical properties; modeling/model
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HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Komponenten und Systeme
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L CS - Komponenten und Systeme
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Strukturwerkstoffe und Bauweisen
Standort: Stuttgart
Institute & Einrichtungen:Institut für Bauweisen und Strukturtechnologie > Keramische Verbundstrukturen
Hinterlegt von: Shi, Dr.-Ing. Yuan
Hinterlegt am:07 Jun 2021 12:35
Letzte Änderung:24 Mai 2022 23:47

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