برخلاف فلزات که روش‌های تعیین خواص شکست آن‌ها در چارچوب تئوری‌های مکانیک شکست الاستیک خطی و مکانیک شکست الاستیک-پلاستیک کاملاً استاندارد گردیده، برای مواد پلیمری بدلیل پیچیدگی‌های ناشی از رفتار ویسکوالاستیک آن‌ها، توسعه تئوری‌های مکانیک شکست ویسکوالاستیک خطی و خصوصاً غیرخطی بطورکامل انجام نگرفته است. در مورد لاستیک‌ها حتی تئوری‌های مستقل از نرخ مبتنی بر تئوری الاستیسیته غیرخطی نیز کاربرد عمومی نیافته‌اند. در عمل بسیاری از محققان از همان روش‌های ارائه شده برای فلزات در مورد لاستیک‌ها استفاده می‌کنند. در این مقاله روش‌های مرسوم برای تعیین خواص شکست لاستیک‌ها بر مبنای انتگرال J و چالش‌های مرتبط با کاربرد این روش‌ها بررسی گردیده است. مشخصاً به اثرات اتلاف انرژی در نواحی دور از رأس ترک و روش‌های اصلاح این اثرات پرداخته شده است. با انجام آزمایش بر روی نمونه‌های SENT از یک ماده لاستیکی از خانواده پلی‌بوتادین نشان داده شده که روش آزمایش چندنمونه‌ای شناخته‌شده برای محاسبه Jc، به دلیل الگوریتم محاسباتی خاص خود، دارای حساسیت شدیدی نسبت به خطاهای تجربی است که خود را بصورت وابستگی مقادیر Jc به طول ترک اولیه نشان می‌دهد و تنها درصورت آزمایش نمونه‌های متعدد و حذف خطاهای تجربی کارایی دارد. در مقابل، روش اصلاح مکان هندسی با تعداد نمونه‌های کمتر و حساسیت بسیار پایین‌تر نسبت به خطاهای تجربی، یک مقدار Jc واحد قابل‌اطمینان بدست می‌دهد. همچنین با استفاده از این روش، مشکل وابستگی نتایج آزمایش به طول نمونه‌ها که در برخی از مراجع قبلی گزارش شده برطرف گردیده و در مجموع امکان استخراج Jc بعنوان یک خاصیت ماده مستقل از ابعاد نمونه فراهم می‌گردد.

واژه‌های کلیدی: لاستیک، چقرمگی شکست نرم، انتگرال J، روش چند نمونه‌ای، روش مکان هندسی

متن کامل [PDF 1852 kb]   (5812 دریافت)