• شماره ركورد
    30515
  • پديد آورنده

    مهدي كاظمي

  • عنوان
    بررسي اثر حضور ترك در ماده هايپرالاستيك داراي تغيير شكل زياد تحت بارگذاري مود تركيبي I/II
  • مقطع تحصيلي
    كارشناسي ارشد
  • رشته تحصيلي
    مهندسي مكانيك
  • سال تحصيل
    1400
  • تاريخ دفاع
    1402/11/29
  • استاد راهنما
    دكتر مجيدرضا آيت اللهي
  • استاد مشاور
    دكتر مهدي حيدري ميبدي
  • دانشكده
    مهندسي مكانيك
  • چكيده
    لاستيك‌ها به‌عنوان يكي از مواد پركاربرد در صنايع مختلف، با رفتار الاستيك غيرخطي و قابليت تحمل تغيير طول بسيار زياد، موادي پيچيده از نظر ساختاري محسوب مي‌شوند. وجود ترك در اين نمونه‌ها باعث پيچيدگي بيشتر رفتار آن‌ها خواهد شد. به همين دليل و باهدف بررسي بيشتر رفتار اين نمونه‌ها، ارزيابي رفتار نمونه‌هاي لاستيكي ترك‌دار از اهميت زيادي برخوردار است. در اين پژوهش، اثر حضور ترك بر رفتار نمونه‌هاي لاستيكي ترك‌دار داراي قابليت تغيير شكل زياد تحت بارگذاري مود تركيبي I/II مورد بررسي قرار گرفت. در بخش تجربي اين پژوهش، آزمون كشش ساده بر روي نمونه دمبلي‌شكل و آزمايش شكست مود تركيبي I/II بر روي نمونه‌هاي داراي ترك لبه‌اي با طول‌ها و زواياي ترك مختلف انجام شد. بررسي‌هاي آزمايشگاهي نشان داد كه در لاستيك‌هاي ترك‌دار با تغيير شكل زياد، برخلاف نمونه‌هاي داراي تغيير شكل محدود، با افزايش بار و گردشدگي اوليه نوك ترك، اثر عامل تمركز تنش بعد از مدتي تقريباً حذف شده و نمونه تحت بارگذاري كششي، صرفاً افزايش طول خواهد داشت. در اين شرايط، پس از مدت‌زمان قابل‌توجهي نمونه مذكور به‌صورت ناگهاني (مشابه يك نمونه دمبلي‌شكل) پاره خواهد شد. باتوجه‌به اين رفتار خاص نمونه‌هاي لاستيكي ترك‌دار باقابليت تغيير شكل زياد، در پژوهش حاضر فرآيند بارگذاري اين نمونه‌ها به دو فاز حذف ترك و پارگي نهايي تقسيم شد. سپس براي هر فاز يك معيار تعريف شد كه امكان ارزيابي آن فراهم شود. براي فاز حذف ترك يك معيار مبتني بر انرژي و براي فاز پارگي نهايي يك معيار مبتني بر تنش معرفي شد. در به‌كارگيري معيار فاز پارگي نهايي لازم است كه از داده‌هاي حاصل از معيار فاز حذف ترك استفاده شود. در ادامه با استفاده از نرم‌افزار اجزاي محدود، معيارهاي معرفي شده براي هر دو فاز حذف ترك و پارگي نهايي به‌صورت عددي مورد بررسي قرار گرفتند. مقايسه نتايج حاصل از بررسي‌هاي عددي و تجربي براي همه نمونه‌ها بيانگر دقت مناسب معيارهاي معرفي شده در اين پژوهش بوده است. علاوه بر اين، وضعيت ميدان تنش در اطراف نوك ترك و همچنين چند مورد ديگر درباره نمونه‌هاي الاستومري ترك‌دار در اين پژوهش ارزيابي شده و صحت آن‌ها مورد بررسي قرار گرفته است.
  • تاريخ ورود اطلاعات
    1402/12/02
  • عنوان به انگليسي
    Investigation of crack effect on large deformation hyperelastic material under mixed-mode I/II loading
  • تاريخ بهره برداري
    2/17/2025 12:00:00 AM
  • دانشجوي وارد كننده اطلاعات

    مهدي كاظمي

  • چكيده به لاتين
    Due to the special mechanical characteristics, like high flexibility and non-linear elastic behavior, rubbers are used in various industries. The presence of cracks as a stress concentration factor in rubbery samples with complex behavior, causes more complexity in their behavior. Therefore, in order to obtain more information about the elastomers, it is important to eva‎luate the behavior of cracked rubbery specimens. In this research, the presence of crack on the behavior of NBR filled with 15 phr carbon black, which has high deformability, was investigated under mixed-mode (I/II) loading. In the experimental part of study, simple tensile test and fracture tests were performed on dumbbell-shaped samples and various SEC specimens with different crack angles and crack lengths, respectively. The result of experiments showed that in the cracked large deformation rubbers, after the initial crack blunting, the crack effect is nearly removed and the component is deformed in such a way that almost no sign of stress concentration factor is observed in the sample. Also, specimen after a while ruptured rapidly, like a uniaxial tensile test sample. As a result, the rupture of high deformation rubbers in the current study is divided into two separate phases; named here as the crack removal phase and the final rupture phase. Then for each separate phase, a separate criterion was developed to predict the corresponding load of cracked rubbers. In the numerical part of study, using finite element software, the introduced criteria for both phases were examined. The comparison between the theoretical and experimental data for all samples has shown that the results are in good agreement. Furthermore, the state of the stress field around the crack tip as well as other issues about cracked rubbery samples, were also investigated for the rubber used in this research.
  • كليدواژه هاي فارسي
    لاستيك داراي تغيير شكل زياد , مكانيك شكست , مواد هايپرالاستيك , لاستيك‌هاي ترك‌دار , ترك
  • كليدواژه هاي لاتين
    Large deformation rubber , Fracture mechanics , Hyperelastic materials , Cracked rubber , Crack
  • Author
    Mehdi Kazemi
  • SuperVisor
    Majid Reza Ayatollahi