بررسی تجربی و عددی مقاومت در برابر فرو رفتگی در پلیمرها

Abstract

هدف از این پژوهش بررسی سختی یا مقاومت ماده در برابر نفوذ جسم خارجی، در پلیمرها و مواد هایپرالاستیک می‌باشد. به منظور دستیابی به این هدف، بررسی‌های انجام گرفته به دو دسته تجربی و عددی تقسیم بندی شده است. در این تحقیق، ازکفپوش‌های تک لایه لاستیکی و دو لایه پلی اورتان/ پلی وینیل کلراید مورد استفاده در سالن‌های ورزشی، به عنوان دو نمونه ‌مورد آزمایش استفاده شده است. آزمون تجربی، طبق آزمون استاندارد ارزیابی کیفیت کفپوش‌های ورزشی انجام گرفته است. بررسی عددی نیز به کمک نرم افزار آباکوس، با شبیه سازی شرایط آزمون تجربی، انتخاب بهترین مدل هایپرالاستیک و قیاس نتایج با آزمون تجربی به منظور ارزیابی دقت و کارایی مراحل مختلف شبیه‌سازی انجام شده است. بر اساس نتایج بدست آمده از این تحقیق مشاهده می‌شود که نتایج حل عددی و نتایج تجربی همخوانی مناسبی با هم دارند. به عنوان مثال، نمونه اول با فرورفتگی 575/0 میلی‌متر در آزمون تجربی و با انتخاب مدل یئو، با درصد خطای %3/4 شبیه‌سازی شد. این درصد خطا برای نمونه دوم با فرورفتگی 425/0 میلی‌متر و انتخاب مدل چند جمله‌ای کاهش یافته درجه دوم برای هر دو لایه، برابر با %94/0 بود. همچنین با افزایش ضخامت کفپوش لاستیکی از 5/2 به 5 میلی‌متر، سختی از مقدار 1/78 به 3/75 کاهش پیدا کرد. در مجموع، می‌توان گفت که میزان سختی پلیمرها وابسته به میزان ضخامت آنها بوده و شکل هندسی فرورونده نیز، بر عمق فرورفتگی فرورونده و شکل نمودار نیرو-جابجایی مؤثر است.