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A modified single edge V-notched beam method for evaluating surface fracture toughness of thermal barrier coatings

Applied Mathematics and Mechanics(English Edition) 2023年第5期44卷 693-710页

作者： Haoran BAI Zhanyu WANG Sangyu LUO Zhaoliang QU Daining FANG Institute of Advanced Structure Technology Beijing Institute of TechnologyBeijing 100081China

The surface fracture toughness is an important mechanical parameter for studying the failure behavior of air plasma sprayed(APS)thermal barrier coatings(TBCs).As APS TBCs are typical multilayer porous ceramic materials,the direct applications of the traditional single edge notched beam(SENB)method that ignores those typical structural characters may cause *** measure the surface fracture toughness more accurately,the effects of multilayer and porous characters on the fracture toughness of APS TBCs should be *** this paper,a modified single edge V-notched beam(MSEVNB)method with typical structural characters is *** to the finite element analysis(FEA),the geometry factor of the multilayer structure is *** to the narrower V-notches,a more accurate critical fracture stress is *** on the Griffith energy balance,the reduction of the crack surface caused by micro-defects is *** MSEVNB method can measure the surface fracture toughness more accurately than the SENB method.

关键词： thermal barrier coating(TBC) surface fracture toughness modified single edge V-notched beam(MSEVNB)method multilayer structure micro-defect

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