Influencia de la orientación en las propiedades dinámicas de compresión del poli (methacrilato de metilo)

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Física de los polímeros
• Ingeniería mecánica

Sus antecedentes:

• El polimetil metacrilato (PMMA) es crucial para las estructuras transparentes.
• El PMMA estirado biaxialmente (BO-PMMA) ofrece propiedades mecánicas superiores a las del PMMA no orientado (UO-PMMA).
• Comprender el efecto de la orientación en la compresión dinámica es vital para la aplicación del material.

Objetivo del estudio:

• Investigar la influencia de la orientación de estiramiento biaxial en las propiedades dinámicas de compresión del PMMA.
• Establecer un modelo constitutivo para el BO-PMMA aplicable a varias velocidades de deformación y temperaturas.
• Para aclarar el mecanismo detrás del impacto de la orientación en el comportamiento compresivo de PMMA.

Principales métodos:

• Experimentos de compresión dinámica en BO-PMMA y UO-PMMA a velocidades de deformación de 1 a 4000 s-1 y a temperaturas de -40 °C, RT y 80 °C.
• Comparación cuantitativa de las curvas de tensión-deformación para analizar los efectos de la orientación.
• Parámetros de ajuste para la ecuación constitutiva de Duan-Saigal-Greif-Zimmerman (DSGZ).
• Simulación y análisis numéricos utilizando el modelo DSGZ establecido.

Principales resultados:

• El aumento de la velocidad de deformación o la disminución de la temperatura eleva la tensión de rendimiento del PMMA.
• El BO-PMMA demuestra una mayor sensibilidad a la tasa de deformación y a las bajas temperaturas en comparación con el UO-PMMA.
• El modelo DSGZ desarrollado describe con precisión el comportamiento dinámico de compresión de BO-PMMA y UO-PMMA.

Conclusiones:

• La orientación del material tiene un impacto significativo en la respuesta mecánica dinámica del PMMA.
• El modelo constitutivo establecido proporciona una herramienta confiable para simular y predecir el comportamiento de PMMA bajo compresión dinámica.
• Los hallazgos ofrecen una guía valiosa para las aplicaciones de ingeniería del PMMA orientado.