مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

بررسی تجربی و عددی چقرمگی شکست مود دو پلی‌متیل متاکریلات چقرمه شده با لاستیک با استفاده از روش کار ضروری شکست

نویسندگان
دانشگاه صنعتی سهند
چکیده
چقرمگی شکست مود دو پلی‌متیل متاکریلات و آمیزه‌های مختلف آن توسط کار ضروری شکست در این تحقیق به صورت تجربی و عددی مورد بررسی قرار گرفته است. آزمایش‌های شکست بوسیلۀ نمونۀ کششی دارای ترک در دو لبۀ پلیمر پلی‌متیل متاکریلات چقرمه شده با لاستیک در دمای اتاق انجام شدند. در این بررسی، شکست مود دو آمیزه‌های پلی‌متیل متاکریلات / گرفت-آکریلونیتریل بوتادین استایرن با درصد وزنی مختلف لاستیک (صفر، 10، 15 و 20) مورد ارزیابی قرار گرفته است، ضخامت نمونه-های مورد استفاده در این آزمایش‌ها 8/0 و 4 میلی‌متر بودند. نتایج نشان داد که هر چه طول لیگامنت کمتر باشد مقادیر به دست آمده برای کار ضروری شکست به دلیل تسلیم کامل لیگامنت از دقت بالایی برخوردار است. همچنین نتایج نشان داد که منحنی‌های بار-جابه‌جایی حاصل از این ماده با درصدهای مختلفی از لاستیک و طول لیگامنت‌های مختلف از نظر شکل ظاهری با هم تقریباً یکسان بوده و کار کلی شکست با افزایش درصد لاستیک افزایش قابل ملاحظه‌ای از خود نشان داده است. کار ویژه و غیر ضروری شکست در هر دو ضخامت مختلف نمونه‌ها با افزایش درصد لاستیک افزایش یافته و بیشترین مقدار از آنِ ترکیب 20 درصد لاستیک بوده است. بیشترین مقدار کار ضروری شکست و کار غیر ضروری شکست در نمونه‌هایی با ضخامت 8/0 میلی‌متر به ترتیب 67/98 و 99 کیلو ژول بر متر مربع مربوط به نمونۀ 20 درصد لاستیک بوده است. با تغییر در ضخامت نمونه‌ها مقدار کار ضروری شکست تغییرات محسوسی را از خود نشان داد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Experimental and Numerical Investigation of Mode II Fracture Toughness of Rubber-Toughened Polymethyl Methacrylate by Using the Essential Fracture Work

نویسندگان English

Elyas Haddadi
Naghdali Choupani
Farhang Abbasi
Sahand University of Technology
چکیده English

Pure mode II fracture toughness of polymethyl methacrylate and its components has been studied by essential work of fracture (EWF) approach via experimental and numerical methods. EWF fracture tests with double edge notched tension (DENT) were performed on the RT-PMMA specimens at room temperature. In this investigation, the mode II fracture of polymethyl methacrylate/graft-acrylonitrile butadiene styrene (PMMA/g-ABS) blends with different weight percentage of rubber (0, 10, 15, and 20) and the thickness of samples 0.8 and 4 millimeters was investigated. The results showed that the value for the specific essential work of fracture given by including lower ligament length may be more accurate, because the ligament is completely yielded. The results also showed that for the load-displacement curves have self-similarity in shapes for the specimens with different rubber content, specimen thicknesses, and ligament lengths and the specific work of fracture (wf) increases significantly with the increasing of rubber content. The non-essential work of fracture (βwp) increases with the increasing of rubber content and the highest value belong to 20% composition in which for both thickness. The highest value of the essential work and the non-essential work of fracture belong to 20% composition in 0.8 mm specimen thickness 98.67 kJ/m2 and 99 kJ/m2, respectively. By changing the thickness of the samples the amount of the essential work of fracture showed significant changes.

کلیدواژه‌ها English

Rubber-toughened PMMA
Mode II fracture
Fracture toughness
Essential work of fracture
Ligament length