بررسی رفتار ویسکوالاستیک -پلاستیک مواد پلیمری و الاستومری در تغییر شکل های بزرگ به روش اجزاء محدود

چکیده در این رساله ابتدا رفتار ویسکوالاستیک خطی و غیرخطی معرفی و روابط مربوطه به طور خلاصه ارائه میشود. سپس با مروری بر مبانی تئوری مکانیک محیط های پیوسته و روش اجزاء محدود در تغییر شکل های بزرگ، مقدمات لازم برای ارائه معادلات متشکله ویسکوالاستیک و پیاده سازی آن در یک برنامه اجزاء محدود فراهم می گردد. پلیمرها و الاستومرها از جمله موادی هستند که رفتار ویسکوالاستیک بارزی از خود نشان می دهند. با این حال محدوده ی رفتار ویسکوالاستیک خالص در پلیمرها محدود بوده و با افزایش کرنش وارد فاز پلا ستیک می شوند. در فصل پنجم این رساله یک معادله متشکله ویسکوالاستیک-پلاستیک سه بعدی پدیده ای برای پلیمرها ارائه شده است. مدل بر اساس این فرض است که تنش را می توان به دو بخش ویسکوالاستیک و الاستیک-پلاستیک تجزیه نمود. سپس مدل غیرخطی وابسته به نرخ پیشنهادی در یک برنامه اجزاء محدود به کار گرفته شده و صحت برنامه مذکور با نتایج آزمایش بر روی یک پلیمر خاص ارزیابی می شود. نتایج سه نوع آزمون فشار، خزش و وارهیدگی تک محوره برای بررسی صحت مدل استفاده شده است. مقایسه ها نشان می دهدکه مدل متشکله پیشنهادی می تواند رفتار مکانیکی وابسته به نرخ پلیمرها را به خوبی پیش بینی کند. همچنین مدل برای مطالعه اثر اصطکاک در آزمون فشار و رفتار پلیمر تحت بارگذاری چرخه ای مورد استفاده قرار گرفته است. رفتار ویسکوالاستیک در الاستومرها در محدوده ی بزرگتری نسبت به پلیمرها مشاهده می شود و فاز پلاستیک در آن ها خیلی چشمگیرنیست. فصل ششم این رساله به فرمول بندی روابط متشکله مواد ویسکوالاستیک با تغییر شکل بزرگ در یک چارچوب سازگار ترمومکانیکی می پردازد. برای مدل سازی ویژگی های ساختاری مواد جامد ویسکوالاستیک در تغییر شکل های کوچک مدل موسوم به جامد سه پارامتری مورد استفاده قرار می گیرد. مسأله اصلی در تعمیم مدل های متشکله تغییر شکل کوچک به بزرگ آن است که تئوری در یک چارچوب سازگار ترمومکانیکی توسعه یابد؛ به گونه ای که قانون دوم ترمومکانیک در هر فرآیند مجاز ارضا شود. براساس روابط متشکله ارائه شده یک برنامه اجزاء محدوده توسعه داده شده است. متعاقباً برنامه برای پیش بینی پاسخ یک نوع بوش های الاستومری به کار گرفته شده است. تحلیل اجزاء محدود انجام شده، جابجایی ها و چرخش ها در حالت وارهیده را بهخوبی پیش بینی می کند. پاسخ به تغییر شکل های شعاعی و پیچش ترکیبی نیز شبیه سازی شده است.