9164

بررسي شكست قطعات پليمري ساخته شده به روش ساخت افزايشي تحت بارگذاري مود 2

كارشناسي

مهندسي مكانيك

1403

هادي خرمي‌شاد

1403/06/26

مهندسي مكانيك

Fracture Analysis of Additive Manufactured Polymer Specimens Under Mode Ⅱ Loading

در اين پژوهش با توجه به خلاء تحقيقاتي در موضوع شكست سازه‌هاي چاپ شده سه‌بعدي، به بررسي شكست در سازه‌هاي چاپ شده سه‌بعدي از ماده اوليه پلي لاكتيك اسيد (PLA) تحت بارگذاري مود 2 شكست با نمونه خمش قطعه با شكاف انتهايي (ENF) پرداخته شد. براي تحليل شكست در اين سازه‌ها از روش مشخصه‌يابي شكست تئوري تير مبتني بر نرمي (CBBM) و براي تحليل آسيب از روش مدل‌سازي ناحيه چسبنده (CZM) استفاده شد. براي اين تحليل ابتدا مواد مورد آزمايش، مشخصه‌يابي مكانيكي شدند تا از داده‌هاي آن در تحليل شكست مود 2 نمونه استفاده شود. به منظور مشخصه‌يابي شكست در اين نمونه‌ها، قطعاتي طبق استاندارد با دو سري از پارامترهاي چاپ تركيب شده با سه زاويه رستر ، توليد شدند. منحني‌هاي نيرو-جابه‌جايي به دست آمده از آزمايش‌ها، بررسي و با هم مقايسه شدند و با استفاده از روش تحليل مورد نظر، شكست در آن‌ها مورد بررسي قرار گرفت. با تحليل نتايج آزمون شكست اين نتيجه حاصل شد كه پارامترهاي چاپ روي انرژي شكست نمونه تاثير مستقيم دارند به صورتي كه زاويه رستر بيشترين تاثير و پارامترهاي ديگر چاپ نيز تا حد چشم‌گيري اثر گذارند. در ادامه با شبيه‌سازي و حل عددي در نرم‌افزار، آسيب در نمونه‌ها مورد بررسي قرار گرفت. در نهايت نتايج تحليل شكست و مدل‌سازي آسيب، از نظر انرژي شكست و پارامترهاي آسيب مورد بررسي قرار گرفتند. در اين بررسي نيز اثر پارامترهاي چاپ روي پارامترهاي آسيب مشاهده شد. به صورتي كه زاويه رستر (°0/°0) باعث وقوع آسيب كامل ديرتر در نمونه مي‌شود.

چاپ سه‌بعدي , مدل‌سازي رسوبدهي ذوبي , شكست تحت بارگذاري مود 2 , مدل ناحيه چسبنده