بررسي تجربي و عددي چقرمگي شكست مود دو پلي‌متيل متاكريلات چقرمه شده با لاستيك با استفاده از روش كار ضروري شكست

Experimental and numerical investigation of mode ii fracture toughness of rubber-toughened polymethyl methacrylate by using the essential fracture work

چقرمگي شكست مود دو پليمتيل متاكريلات و آميزههاي مختلف آن توسط كار ضروري شكست در اين تحقيق به صورت تجربي و عددي مورد بررسي قرار گرفته است. آزمايش‌هاي شكست به‌وسيله نمونه كششي داراي ترك در دو لبه پليمر پليمتيل متاكريلات چقرمه شده با لاستيك در دماي اتاق انجام شدند. در اين بررسي، شكست مود دو آميزههاي پليمتيل متاكريلات / گرفت-آكريلونيتريل بوتادين استايرن با درصد وزني مختلف لاستيك (صفر، 10، 15 و 20) مورد ارزيابي قرار گرفته است، ضخامت نمونههاي مورد استفاده در اين آزمايشها 0.8 و 4 ميليمتر بودند. نتايج نشان داد كه هر چه طول ليگامنت كمتر باشد مقادير به دست آمده براي كار ضروري شكست به دليل تسليم كامل ليگامنت از دقت بالايي برخوردار است. همچنين نتايج نشان داد كه منحنيهاي بار-جابهجايي حاصل از اين ماده با درصدهاي مختلفي از لاستيك و طول ليگامنتهاي مختلف از نظر شكل ظاهري با هم تقريباً يكسان بوده و كار ويژه كلي شكست با افزايش درصد لاستيك افزايش قابل ملاحظهاي از خود نشان داده است. كار ضروري و غير ضروري شكست در هر دو ضخامت مختلف نمونهها با افزايش درصد لاستيك افزايش يافته است. بيشترين مقدار كار ويژه ضروري و غير ضروري شكست در نمونههايي با ضخامت 0.8 ميليمتر به ترتيب 122.19 نيوتن بر ميليمتر و 5.54 نيوتن بر ميليمتر مربع و با ضخامت 4 ميليمتر 51.231 نيوتن بر ميليمتر و 10.258 نيوتن بر ميليمتر مربع مربوط به نمونه 20 درصد لاستيك بوده است. با تغيير در ضخامت نمونهها مقدار كار ضروري و غير ضروري شكست تغييرات محسوسي را از خود نشان داد.

Pure mode II fracture toughness of polymethyl methacrylate and its components has been studied by essential work of fracture (EWF) approach via experimental and numerical methods. EWF fracture tests with double edge notched tension (DENT) were performed on the RT-PMMA specimens at room temperature. In this investigation, the mode II fracture of polymethyl methacrylate/graft-acrylonitrile butadiene styrene (PMMA/g-ABS) blends with different weight percentage of rubber (0, 10, 15, and 20) and the thickness of 0.8 and 4 millimeter samples was investigated. The results showed that the value for the speci?c essential work of fracture given by including lower ligament length may be more accurate because the ligament is completely yielded. The results also showed that for the load-displacement curves that have self-similarity in shape for the specimens with different rubber content, specimen thicknesses, and ligament lengths and the specific work of fracture (wf) increases significantly with the increasing of rubber content. The essential work (we) and the non-essential work (Bwp) of fracture increase with the increased rubber for both thicknesses. The highest value of the specific essential work and the specific non-essential work of fracture belong to 20% composition in 0.8 mm specimen thickness 122.19 N/mm and 5.54 N/mm2 and in 4 mm specimen thickness 51.231 N/mm and 10.258 N/mm2, respectively. Significant changes were observed in the amount of essential and non-essential work of fracture when the thickness of the samples was changed.