شکست ترد در نمونه‌های پلیمری دارای شیار کلیدی‌شکل تحت بارگذاری مرکب فشاری-برشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم وصنعت ایران، تهران، ایران

2 دانشکده علوم و فنون نوین، دانشگاه تهران، تهران، ایران

3 دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم وصنعت ایران، تهران، ایران

doi
10.22060/mej.2017.12258.5293
چکیده

شکست ترد پلی استایرن تحت بارگذاری فشاری- برشی با استفاده از نمونۀ دیسک برزیلی دارای شیار کلیدی شکل به صورت تجربی و نظری مورد بررسی قرار گرفته است. نمونه‌های شیاردار توسط پارامترهای مختلف هندسی، یعنی طول و شعاع نوک شیار مشخص شده است. دو مدل پی شبینی مبتنی بر انرژی، یعنی معیار چگالی انرژی کرنشی متوسط و چگالی انرژی کرنشی متوسط براساس مفهوم ضرایب معادل به منظور پیش بینی مقادیر بار شکست تجربی قطعات پلی استایرنی آزمایش شده ارائه شده است. به منظور مقایسه کلی، نتایج تجربی و نظری مقادیر بار شکست برحسب شعاع نوک شیار برای هر حالت رسم شده است. علاوه بر این، تجزیه وتحلیل های مبتنی بر حل اجزا محدود و همچنین مشاهدات تجربی نشان دادند که اگرچه شکست ترد در نمونه های تجربی تحت بار فشاری- برشی از سمت نیروی اعمالی در شیار رخ می‌‎دهد ولی همواره خط نیمساز شیار و سمت دیگر شیار تحت تنش‌های فشاری می‌باشد. در واقع این رخداد بیانگر مفهوم بارگذاری فشاری- برشی می باشد. در نهایت، نشان داده شده است که تطابق خوبی بین نتایج بار شکست تجربی و مقادیر پیش بینی‌های نظری با استفاده از معیارهای مبتنی بر انرژی کرنشی وجود دارد.