عنوان :
مدل ساختاري همراه با آسيب براي پيش‌بيني رفتار وابسته به زمان پليمرهاي ترموپلاستيك
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
طراحي كاربردي
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
سيزده، 97ص. : مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
محمد مشايخي
استاد مشاور :
احمد اميري راد، مهدي جوانبخت
توصيفگر ها :
مكانيك آسيب پيوسته , پليمر ترموپلاستيك , مدل پليمر شيشه اي آيندهوون , رفتار ويسكوالاستيك-ويسكوپلاستيك
استاد داور :
محمدرضا فروزان، رضا جعفري ندوشن
تاريخ ورود اطلاعات :
1400/08/18
رشته تحصيلي :
مهندسي مكانيك
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1400/08/19
چكيده فارسي :
در اين پژوهش، يك مدل آسيب بر اساس قوانين ترموديناميكي براي پيش‌بيني آسيب در پليمرهاي ترموپلاستيك ارائه شده است. مدل ارائه شده بر مبناي مدل پليمر شيشه‌اي آيندهوون (EGP) است كه يك مدل پديدارشناختي براي مدل‌سازي رفتارمكانيكي پليمرها است. مدل EGP رفتار ويسكوالاستيك و ويسكوپلاستيك پليمرها از جمله وابستگي تنش تسليم به نرخ كرنش و نرم‌شوندگي ذاتي در رفتار پليمر را به خوبي مي‌تواند توصيف كند. پديده آسيب با رويكرد مكانيك آسيب پيوسته و استفاده از مفهوم تنش موثر به مدل اضافه شده است. در قانون رشد آسيب، ميزان كرنش پلاستيك معادل و تنش هيدرواستاتيك بر آسيب تاثيرگذار است و با افزايش تنش هيدرواستاتيك، رفتار ماده تردتر مي‌شود. اين مدل به صورت يك مدل ساختاري با استفاده از زير برنامه UMAT در نرم‌افزار آباكوس پياده‌سازي شده است. رفتار تنش تك‌محوره، دومحوره و سه‌محوره براي يك المان با يك نقطه انتگرال‌گيري بررسي شده است. سپس، براي در نظر گرفتن شرايط واقعي آزمون و پديده گلويي‌شدن، نمونه آزمون كششي در آباكوس مدل‌سازي شده و توزيع تنش، آسيب و كرنش پلاستيك در اين هندسه مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج نشان مي‌دهد با افزايش نرخ كرنش، رشد آسيب نيز بيشتر مي‌شود. در ادامه، بارگذاري در يك لوله سه‌راهي T شكل، براي بررسي قابليت‌هاي مدل در پيش‌بيني شكست در هندسه و بارگذاري پيچيده شبيه‌سازي شده است. مقدار فشار و محل شكست پيش‌بيني شده توسط اين مدل تطابق خوبي با نتايج تجربي نشان داده است.
چكيده انگليسي :
In this research, a damage model based on thermodynamic laws for failure prediction of thermoplastic polymers is presented. The proposed model is based on the Eindhoven glassy polymer model (EGP), which is a phenomenological model to predict the mechanical behavior of polymers. The EGP model can well describe polymersʹ viscoelastic and viscoplastic behavior, including the dependence of the yield stress on the strain rate and the intrinsic strain softening. The damage parameter is introduced to the model with a continuous damage mechanics approach and the concept of effective stress. In the damage evolution law, the equivalent plastic strain and the hydrostatic stress influence the damage, and with increasing hydrostatic stress, the materialʹs behavior becomes more brittle. This model is implemented as a constitutive model using the UMAT subroutine in the ABAQUS package. The materialʹs behavior under uniaxial, biaxial, and triaxial loading for an element with an integration point is investigated. Then, a tensile bar is modeled in the ABAQUS to consider the actual test conditions and the necking. The stress, damage, and equivalent plastic strain distribution in this geometry are investigated. The results show that with increasing strain rate, the damage evolution also increases. Next, a T-fitting pressure test is simulated to show the modelʹs capabilities in predicting failure in complex loadings and geometries. Burst pressure and the failure location predicted by this model exhibit a good agreement with the experimental results.
استاد راهنما :
محمد مشايخي
استاد مشاور :
احمد اميري راد، مهدي جوانبخت
استاد داور :
محمدرضا فروزان، رضا جعفري ندوشن
