Universitatea Vasile Alecsandri din Bacu

Facultatea de Inginerie

Specializarea: MFPI

Cooncepte moderne aplicate in proiectareai fabricaia produselor industriale- 2015 -Fundamentarea aplicaiilor i cercetrilor experimentale, considernd conceptele mecanicii ruperii materialelor polimerice sudate i nesudate

Proiectul i propune n prima faza formarea unor sisteme de management al calitii in domeniul evalurii aptitudinii a riscului imperfeciunilor identificate prin examinri nedistructive prin prisma metodelor de mecanica ruperii.

Se va evalua influena dimensiunii imperfeciunilor identificate la examinrile nedistructive, care va avea capacitatea de a rezolva problemele complexe ale instalaiilor ce lucreaz in condiii de presiune si temperatura ridicata, pornind de la calculele de proiectare (conf. codurilor de proiectare), la monitorizarea si evaluarea duratei restante de viata, conform urmtorilor parametri:

date privind tenacitatea;

caracterizarea defectelor;

tratarea tensiunilor primare i secundare;

alegerea nivelului de evaluare; selectarea coeficienilor de concentrare ai tensiunii; evaluarea fisurii;

evaluarea tensiunilor reziduale; analiza la sfiere ductil; metode fiabiliste; procedura de curgere naintea ruperii; evaluarea solicitrii precedente; calculul duratei restante de viata; etc.

Capitolul 1 cuprinde procedura de evaluare a materialelor polimerice sudate/lipite, procedur ce are drept scop stabilirea modului de evaluare chimic, structural i mecanic a materialelor polimerice sudate/lipite. Este prezentat domeniul de aplicare, documentele de referin, modul de realizarea mbinrii lipite din materiale polimerice, evaluarea calitii mbinrilor lipite cu materiale polimerice, logigrama examinrilor structurale i logigrama ncercrilor mecanice.

n capitolul 2 este prezentat Raportul tehnic final. La baza redactrii acestui capitol au stat rezultatele fazelor 1, 2, 3 i 4 a proiectului.

Procedura de evaluare a fost stabilit prin utilizarea unui sistem expert de evaluare (Crackwise) achiziionat de la TWI Londra) date privind evaluarea componentelor degradate, analiza proiectului, evaluarea critica inginereasca conf. nivelelor 1, 2 i 3, identificarea mecanismelor de degradare i a defectelor; evaluarea riscului de rupere fragila, evaluarea defectelor de tip fisura, soluii pentru factorii de intensitate ai tensiunii, evaluarea tensiunilor reziduale, evaluarea caracteristicilor de material si validarea evalurii.

n acest capitol este realizat caracterizarea general a materialelor polimerice, precum i aspecte legate de deformaia elastic a polimerilor solizi.

Convenia folosit n fig. 1 arat tensiunile desemnate ca pozitive n direcia normalei ce iese din suprafa.

Figura 1 Componentele tensiunii

Ca o consecin a acestei defini ii tensiunile ce intr n aceast suprafa, precum presiunea hidrostatic peste cea a atmosferei nconjurtoare sunt definite ca mrimi negative.

Schapery a introdus integrala J viscoelatic,J, aceasta ia n considerare numeroase tipuri de comportri vascoelastice,liniare i neliniare. Pentru orice material acestea satisfac legile constitutive, Schapery artnd acest J definit de condiiile tipului de fisur. Astfel J este potrivit pentru criteriul de rupere pentru dependen a mare n timp a materialelor. Multe dintre aplicaiile practice de la mecanica ruperii la polimeri au considerat numai integrala J convenional, care nu ia n considerare dependena n timp a deformaiilor. Testele J convenionale pe polimeri pot furniza informaii importante.

Integrala J vsco-elastic poate fi definit de la curba dintre ncrcare-deplasare (figura 2).

Figura 2. Curbele ncrcare descrcare - pseudo deplasarea pentru materialele vsco-elastice

Aplicarea mecanicii ruperii la polimeri prezint probleme adiionale pentru J i J. La tensiuni suficient de nalte materialele polimerice cunosc deformaii ireversibile, cum ar fi curgerea, micro-fisurarea. Aceast comportare neliniar a materialului expune diferena dintre dependena de timp i deformaia vasc-oelastic.

Ca i rezumat integrala J poate furniza msuri raionale pentru rezistena materialelor vasco-elastice, dar aplicabilitatea pentru datele lui J la componentele structurale este suspect.

Testul de rezisten la rupere pe polimeri cere ca fisura iniial s fie ascuit. Prefisurrile in epruvetele plastice poate fi introdus de un numr de metode care includ oboseala i printr-o cresttur de lam.

Pre-fisurarea la oboseal n polimeri poate fi consumat ntr-un timp mare.

Frecvena de ncrcare trebuie sa fie inut joas pentru a minimiza histereza de cldur, care poate introduce tensiuni reziduale la fisur.

Mrimile cerute pentru metale au fost ncorporate i pentru standardul pentru plastice. Motivele pentru mrimile cerute pentru KIC:

zona plastic trebuie s fie mic comparat la dimensiunile n plan la asigurarea prezenei de la zona singularitii elastice de la fisur.

zona plastic trebuie s fie mic la grosimile la asigurarea condiiilor predominante planului de deformaie.

Pentru ncercarea de mecanica ruperii la polimeri prin modelarea cu element finit am folosit o epruveta compacta avnd urmtoarele caracteristici:

- limea epruvetei W=35 mm, conform standardului de ncercare la plastice ASTM D 5045-99 se vor afla i celelalte dimensiuni dup cum urmeaz ;

W=2B unde B reprezint grosimea epruvetei, 0,45