بررسی رفتار ویسکوالاستیک-ویسکوپلاستیک-ویسکوآسیب پلیمرها تحت بارگذاری چرخه‌ای و مطالعه پارامتریک رفتار مکانیکی آن

Abstract

با توجه به وابستگی پاسخ پلیمرها به نرخ و زمان، در شرایط اعمال بارگذاری خارجی، پیچیدگی بسیاری جهت پیش‌بینی پاسخ مکانیکی این مواد به‌وجود آمده است. از‌این‌رو، جهت مطالعه رفتار مکانیکی این مواد در حین اعمال بارگذاری، یک مدل سازگار ترمودینامیکی ویسکوالاستیک-ویسکوپلاستیک-ویسکوآسیب برای پیش‌بینی پاسخ مکانیکی این مواد درنظر گرفته شده است. بدین منظور این مدل ساختاری را به صورت‌ صریح گسسته‌سازی زمانی کرده تا در قالب سابروتین مادی در نرم‌افزار اجزای محدود آباکوس بکارگرفته شود، این روش به‌دلیل دقت و زمان حل مناسب و عدم نیاز به ماتریس شیب و محاسبات پیچیده‌ی آن در هر گام زمانی بسیار ارزشمند است. پس از صحت‌سنجی کد سابروتین به وسیله‌ی نتایج آزمایشگاهی، به بررسی حساسیت رفتار مکانیکی پلیمر نسبت به خواص مکانیکی از جمله خواص ویسکوالاستیک، ویسکوپلاستیک و ویسکوآسیب آن پرداخته ‌شده ‌است. در ادامه، همچنین تاثیر مستقیم زمان بارگذاری و سطح تنش اعمالی و رابطه معکوس زمان باربرداری بر افزایش متغیر آسیب و کرنش بوجود آمده در این بستر در دو نوع بارگذاری خزش‌بازیابی چرخه‌ای افزایشی و ثابت مشاهده شده است. به‌طور مثال، دو برابر کردن تعداد سیکل افزایش دامنه از 50 تا 100، موجب افزایش عمر و کاهش حدود 75 درصدی میزان آسیب می‌گردد.