مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

بررسی شکست مود مرکب الاستیک-پلاستیک ماده پلیمری ABS

نویسندگان
دانشگاه صنعتی سهند
چکیده
چکیده در حال حاضر، مواد پلیمری در بسیاری از کاربردهای صنعتی و مهندسی مورد استفاده قرار می‌گیرند. در بسیاری از این کاربردها ترک به صورت مود ترکیبی ایجاد می‌شود. بنابراین بررسی رفتار شکست این مواد در زوایای مختلف بارگذاری در طراحی ایمن سازه‌ها بسیار اهمیت دارد. در این تحقیق به بررسی رفتار شکست مد مرکب الاستیک- پلاستیک ماده پلیمریABS بر اساس پارامتر کلیدی و بسیار مهم انتگرالJ پرداخته شده و با استفاده از گیره اصلاح شده آرکان، رفتار شکست این ماده در سه زاویه متفاوت بارگذاری به ترتیب در مود کششی خالص، مود مرکب درون صفحه‌ای و مود برشی خالص مورد بررسی قرار گرفته است. این کار با دو روش آزمایشگاهی انتگرال J به نام‌های روش چند نمونه‌ای و روش نرمالیزیشن انجام شد. در نهایت با برازش توابع خطی و توانی بر روی داده‌های به دست آمده بر اساس دو استاندارد E813-81 و E813-87 و با احراز شرط کرنش صفحه‌ای مقدار چقرمگی شکست (JIc) این ماده پلیمری حاصل شد. با مقایسه منحنیهای (J-R) هم‌خوانی بسیار خوبی در نتایج حل دو روش مشاهده گردید. حداقل اختلاف دو روش در مود برشی با استانداردE813-81 به مقدار 37/1% و حداکثر اختلاف نیز در مود کششی با استاندارد E813-87 به مقدار 7/30% به دست آمد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Investigation on mixed mode elastic-plastic fracture behavior of ABS polymeric material

نویسندگان English

Naghdali Choupani
Morteza Soltanpour Khamneh
Sahand University of Technology
چکیده English

Abstract Nowadays, polymeric materials are used in most industrial and engineering applications. In many of the applications, crack is initiated in mixed mode loading conditions. As a result, investigation of these materials at different loading angles is essential for safe design of structures. In this paper the mixed-mode elastic-plastic fracture behavior of ABS material based on J-integral key parameter was studied and the modified Arcan fixture was employed to investigate fracture behavior of this material under pure mode I (opening mode), pure mode II (shearing mode) and in plane mixed mode loading conditions. This work has been carried out experimentally by J–integral method named multi-specimen and normalization techniques. Finally, by fitting linear and power functions based on ASTM E813-81 and E813-87 test procedures respectively, the fracture toughness of this polymeric material was obtained in plane strain condition. The (J-R) curve comparison showed good agreement between the two methods. The minimum difference between the two methods obtained in a shear mode by ASTM E813-81 was about 1.37% and the maximum difference observed in tensile mode by ASTM E813-87 was about 30.7%.

کلیدواژه‌ها English

ABS polymeric material
mixed-mode fracture
elastic-plastic
J-Integral
normalization method