Vztah geometrie profilu lomové plochy a rázové houževnatosti kompozitních materiálů na bázi dřeva

doi:10.11118/actaun200654020091

Acta Univ. Agric. Silvic. Mendelianae Brun. 2006, 54(2), 91-96 | DOI: 10.11118/actaun200654020091

Vztah geometrie profilu lomové plochy a rázové houževnatosti kompozitních materiálů na bázi dřeva

Eva Přemyslovská, Petr Koňas: Ústav nauky o dřevě, Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, Zemědělská 1, 613 00 Brno, Česká republika

Cílem práce bylo provést zkoumání vztahu mezi fraktálí dimenzí profilu lomové plochy a mechanickými charakteristikami vybraných materiálů. Provedením Charpyho zkoušky byly získány hodnoty mechanické práce absorbované zkušebním tělesem při přeražení a maximální síly působící na měřený vzorek v průběhu zkoušky. Následné snímání profilu lomové plochy umožnilo na základě analýzy obrazu provést výpočet fraktální dimenze. Byly použity robustní, filtrační a objemová "Box-Counting" metoda a Richardsonova metoda. V práci je prokázáno, že fraktální dimenze vykazuje závislost na rázové houževnatosti materiálu při porovnání výsledných dat všech měřených materiálů.

fraktální dimenze, dřevotřísková deska, cementotřísková deska, sádrovláknitá deska, polotvrdá deska, rázová houževnatost

Relation between geometry of fracture surfaces and impact work of wood composite materials

The aim of this work is description of geometry of fracture surfaces of wood composite materials (cement-bonded particleboard, gypsum-bonded fibreboard and wood particleboard) using fractal analysis and exploration relation between fractal dimension and impact work. Fractal dimension determinated by filtration, volumetric and robust Box-Counting methods and Richardson method is different considering type of material and method. Proportional relationship between fractal dimension (computed by robust BC method) and impact work of mentioned materials was found in other cases non-proportional relationships were founded.

Keywords: fractal dimension, particleboard, fibreboard, impact work

Grants and funding:

Práce vznikla za podpory projektu Ministerstva školství ČR 6215648902.

Received: January 10, 2006; Published: December 12, 2014 Show citation

Přemyslovská, E., & Koňas, P. (2006). Relation between geometry of fracture surfaces and impact work of wood composite materials. Acta Universitatis Agriculturae et Silviculturae Mendelianae Brunensis, 54(2), 91-96. doi: 10.11118/actaun200654020091

Share...

Download citation

Open full article

References

BOUCHAUD, E., LAPASSET, G., PLANES, J.: Fractal dimension of fractured surfaces: a universal value? Europhys. Lett., 1990, 13(1), 73-9. DOI: 10.1209/0295-5075/13/1/013 Go to original source...
BOUCHAUD, J. P., BOUCHAUD, E., LAPASSET, G., PLANES, J. Model of fractal cracks. Phys. Rev. Lett., 1993, 71(14), 2240-3. DOI: 10.1103/PhysRevLett.71.2240 Go to original source...
CHARKALUK, E., BIGERELLE, M., IOST, A.: Fractal and fracture. Eng. Fracture Mech., 1998, 61, 119-139. DOI: 10.1016/S0013-7944(98)00035-6 Go to original source...
KOŇAS, P.: Evaluation of fractal dimensions from bitmap image. proceeding of MendelNet 03, MZLU Brno, 2003, 71-76
KOŇAS, P.: Evaluation of fractal dimensions from bitmap image, Acta Universitatis agriculturae et silviculturae Mendelianae Brunensis, 2004, LII, no.1,p. 175-182 DOI: 10.11118/actaun200452010175 Go to original source...
LIN, G. M., LAI, J. K. L.: Fractal characterization of fracture surfaces in a resin-based composite. j. Mater Sci. Lett., 1993, 12, 470-2. DOI: 10.1007/BF00452797 Go to original source...
MALOY, K. J., HANSEN, A., HINRICHSEN, E. L., ROUX, S.: Experimental measurements of the roughness of brittle cracks. Phys. Rev. Lett., 1992, 68(2), 213-5. DOI: 10.1103/PhysRevLett.68.213 Go to original source...
MANDELBROT, B. B., PASSOJA, D. E., PAULLAY, A. J.: Fractal character of fracture surfaces of metals. Nature, 1984, 308, 721-2. DOI: 10.1038/308721a0 Go to original source...
MECHOLSKY, J. J., PASSOJA, D. E., FEINBERG-RINGEL, K. S.: Quantitative analysis of brittle fracture surfaces using fractal geometry. J. Am. Ceram. Soc., 1989, 72(1), 60-5. DOI: 10.1111/j.1151-2916.1989.tb05954.x Go to original source...
MU, Z. K., LUNG, C. W.: Studies on the fractal dimension and fracture toughness of steel. J. Phys. D: Appl. Phys., 1988, 21, 848-50. DOI: 10.1088/0022-3727/21/5/031 Go to original source...
PANDE, C. S., RICHARDS, L. R., SMITH, S.: Fractal characteristics of fractured surfaces. J. Mater. Sci. Lett., 1987, 6, 295-7 DOI: 10.1007/BF01729330 Go to original source...
RAY, K. K., MANDAL, G.: Study of correlation between fractal dimension and impact energy in a high strenght low alloy steel. Acta Metall Mater., 1992, 40(3), 463-9. DOI: 10.1016/0956-7151(92)90394-T Go to original source...
SAOUMA, V. E., BARTON, C.: Fractals, fractures, and size effects in concrete. J. Engng. Mech., 1994, 120(4), 835-54. DOI: 10.1061/(ASCE)0733-9399(1994)120:4(835) Go to original source...
SILBERSCHMIDT, V. V.: The fractal characterization of propagating craks. Int. J. Fracture, 1992, 56, 33-38. DOI: 10.1007/BF00012332 Go to original source...
SCHMITTBUHL, J., ROUX, S., BERTHAUD, Y.: Development of roughness in crack propagation. Europys. Lett., 1994, 28, 585-90. DOI: 10.1209/0295-5075/28/8/008 Go to original source...
SU, H., ZHANG, Y., YAN, Z.: Fractal analysis of microstructures and properties in ferrite-martensite steels. Scripta Metall Mater., 1991, 25, 651-4. Go to original source...
WANG, Z. G., CHEN, D. L., JIANG, X. X., AI, S. H., SHIH, C. H.: Relationship between fractal dimension and fatigue threshold value in dual-phase steels. Scripta Met., 1988, 22, 827-32. DOI: 10.1016/S0036-9748(88)80057-7 Go to original source...

This is an open access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License (CC BY NC ND 4.0), which permits non-comercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original publication is properly cited. No use, distribution or reproduction is permitted which does not comply with these terms.

Return to the content