模拟高密度聚乙烯和烯二丁烯烯聚合物的疲劳裂纹生长
Rhys Jones1,2, Anthony J Kinloch3, Andrew S M Ang2
1Department of Mechanical and Aerospace Engineering, Monash University, Clayton, Melbourne, VIC 3800, Australia.
简单缩放和哈特曼-Schijve方法有效预测疲劳裂增长 (FCG) 在聚合物,如HDPE和ABS. 这些模型考虑了由于辐射,R比和增材制造工艺的变化.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 聚合物工程 聚合物工程
- 断裂力学 断裂力学 断裂力学
背景情况:
- 复合材料中的疲劳裂生长 (FCG) 是复杂的.
- 之前的研究使用了纤维增强复合材料中FCG的简单缩放和Hartman-Schijve模型.
- 这些模型将FCG率与裂纹驱动力 (Δκ) 相关联.
研究的目的:
- 评估不同等级的聚合物中FCG的简单缩放和哈特曼-Schijve方法的适用性.
- 评估模型在不同测试条件下解释FCG行为变化的能力.
- 将这些模型的应用扩展到通过增材制造加工的聚合物.
主要方法:
- 疲劳裂增长 (FCG) 数据的分析.
- 简单缩放方法的应用.
- 使用Hartman-Schijve裂纹生长方程,将FCG速率 (da/dt) 与应力强度因子范围 (ΔK) 相关联.
主要成果:
- 简单缩放和哈特曼-斯基夫模型都成功地解释了高密度聚乙烯 (HDPE) 的FCG率 (da/dt) 与ΔK的差异.
- 这些模型在不同的HDPE等级,电子束辐射前后,以及各种R比率上都有效.
- 通过注射成型和增材制造 (AM) 处理的烯二乙烯 (ABS) 中的FCG也通过这些方法成功分析.
结论:
- 简单缩放和哈特曼-Schijve方法对于分析各种聚合物系统的疲劳裂增长 (FCG) 是可靠的.
- 这些模型为了解聚合物中的FCG行为提供了一个一致的框架,包括通过增材制造 (AM) 产生的聚合物.
- 这些发现支持使用这些既定方法来预测各种聚合物应用中的FCG.
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