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Uniaxial tension and cyclic tension-compression testing of ceramics

1991; Elsevier BV; Volume: 7; Issue: 4 Linguagem: Inglês

10.1016/0955-2219(91)90024-t

1873-619X

Jean-Nicolas Adami, D. Bolsch, J. Bressers, E. Fenske, Marc Steen,

Orthopaedic implants and arthroplasty

Two loading and gripping systems for the uniaxial testing of ceramics in tension-creep and in cyclic tension-compression respectively, are presented. In both systems flat samples are held in hydraulic grips (cold gripping). The tensile set-up incorporates an adjustable universal joint in the loading train in order to minimize the bending level in the specimens. Low bending in the rigid, cyclic tension-compression set-up is achieved by appropriate alignment of the loading train-grip assembly prior to the onset of a test series. The relevant quantity to characterize the alignment performance of a loading-grip assembly is the maximum level of bending along the gauge length of a uniaxial specimen, expressed in terms of the precision of alignment P. The correct procedure to measure this maximum is reiterated. The maximum precision of alignment which is achieved at the failure stresses of the materials under investigation is smaller than approximately 4·5 × 10−5 and 3·5 × 10−5 in the tension and cyclic tension-compression systems, respectively. Für die uniaxiale Prüfung keramischer Werkstoffe werden zwei Einspann- und Belastungssysteme für Zug-Kriechversuche und für Zug-Druck-Wechselversuche vorgestellt. In beiden Systemen werden die Flachproben mit einer hydraulischen Klemmung eingespannt (kalte Einspannung). Mit dem Ziel die unerwünschte Biegung in den Proben zu minimieren, ist in der Zug-Kriechvorrichtung ein justierbares Kreuzgelenk eingebaut. Niedrige Biegungswerte in der steifen Zug-Druck-Wechselvorrichtung werden durch geeignete Ausrichtung der Klemmvorrichtung und Lastkette vor dem Beginn einer Versuchsreihe erreicht. Massgebend für die Charakterisierung der vorliegenden Ausrichtungsfähigkeit ist die maximal vorhandene Biegung bezogen auf die Messlänge der Probe. Sie wird als Präzision P der Ausrichtung bezeichnet. Die Bestimmung dieses Maximums wird nochmals beschrieben. Für die untersuchten Materialien wird eine maximale Präzision der Ausrichtung P zum Zeitpunkt des Versagens besser als 4·5 × 10−5 für die Zug-Kriech- und 3·5 × 10−5 für die Zug-Druck-Wechselbelastungsvorrichtung erreicht. On présente ici deux systèmes de chargement et de serrage pour essais uniaxiaux sur céramiques, respectivement en traction-fluage et en traction-compression cyclique. Dans les deux systèmes les échantillons sont maintenus par des mors hydrauliques (serrage à froid). Le montage de traction incorpore un joint universel réglable dans le train de charge qui a pour but de minimiser le niveau de flexion dans les échantillons. Dans le montage rigide pour traction-compression cyclique, on obtient des flexions faibles en alignant convenablement l'assemblage mors-train de charge avant le début d'une série d'essais. Le paramètre caractérisant la qualité de l'alignement d'un assemblage mors-train de charge est le niveau de flexion maximum dans la longueur étalonnée d'un échantillon uniaxial, exprimée en termes de précision d'alignement P. Le mode opératoire correct afin de déterminer ce maximum est repris. La précision maximale de l'alignement atteinte à la contrainte de rupture des matériaux testés est inférieure à 4·5 × 10−5 pour le système de traction et à 3·5 × 10−5 pour le système de traction-compression cyclique.