رفتار شكست بيومواد پليمري توليد شده توسط روش‌هاي ساخت افزودني

كارشناسي ارشد

قطعات مكانيكي كه به كمك فناوري‌هاي ساخت افزودني توليد مي‌شوند به صورت ذاتي داراي عيوب كوچكي در ساختار خود هستند. بطور خاص براي بيومواد، با توجه به شرايط بارگذاري، احتمال ايجاد و رشد ترك افزايش نيز مي‌يابد. اين عوامل، بيومواد توليد شده توسط روش‌هاي ساخت افزودني را در مقابل پديده شكست آسيب پذير مي‌كند. بنابراين شناخت رفتار شكست اين مواد مي‌تواند باعث افزايش كاربري اين روش توليد شود. در اين پايان‌نامه به بررسي تأثير جهت لايه نشاني بر خواص مكانيكي پلي‌كربنات توليد شده توسط روش لايه نشاني مذاب (FDM) پرداخته مي‌شود. بدين منظور، آزمون‌هاي كشش، خمش، و شكست مود 1 خالص و مود تركيبي انجام شده و خواص مربوطه استخراج شده است. نتايج نشان مي‌دهد كه قطعات چاپ شده در هر سه خاصيت كشش، خمش و شكست رفتار ناهمسانگرد از خود نشان مي‌دهند؛ اگرچه ناهمسانگردي در رفتار شكست كمتر از خواص ديگر است. همچنين مدول الاستيك ماده ناهمسانگردي بسيار پاييني داشته، به طوري كه مي‌توان در اين زمينه ماده را همسانگرد در نظر گرفت. در راستاي چاپ درون-صفحه‌اي استحكام كششي ماده چاپ شده در راستا‌هاي مختلف از 40 تا 53 مگاپاسكال بوده و چقرمگي شكست اين ماده در بازه 1.93 تا 2.37 مگاپاسكال راديكال متر مي‌باشد كه اختلاف 25٪ و 19٪ را براي اين دو خاصيت در راستا‌هاي مختلف نشان مي‌دهد. براي قطعات چاپ شده در راستاي برون-صفحه‌اي، اختلاف در چقرمگي شكست راستا‌هاي مختلف به 50٪ افزايش مي‌يابد، به طوري كه مقاومت در برابر شكست در برخي راستا‌ها از مقاومت پلي-كربنات توليد شده با روش‌هاي سنتي نيز بيشتر خواهد بود. همچنين بعد از تحليل رفتار مود تركيبي نشان داده مي‌شود كه با استفاده از معيار شكست GMTS مي‌توان رفتار اين مواد را به خوبي مدل كرد. اين بررسي نشان مي‌دهد كه در بارگذاري مود تركيبي، سه حالت شكست بين-لايه‌اي، ميان-لايه‌اي و پله‌اي رخ مي‌دهد كه با توجه به آن‌ها روشي براي پيش‌بيني بار شكست ارائه مي‌شود.

194430

دانشگاه علم و صنعت ايران

طراحي كاربردي - مكانيك جامدات

دكتر مجيدرضا آيت‌الهي