آزمایش های ترکیبی II / III شکستگی در PMMA با استفاده از یک پیکربندی آزمون جدید

یک پیکره بندی تست شکست اخیرا برای اعمال ترکیب‌های مختلفی از حالت II و حالت III پیشنهاد شده‌است تا به عملکرد بهتر دست پیدا کند. در مقایسه با طرح اولیه، در پیکربندی جدید، برای نمونه‌های آزمایش و قطعات در ثابت بارگذاری، مواد کم‌تر مورد نیاز است. همچنین، هزینه‌های تولید آن، حالت القا شده III تحت حالت خالص II و به ویژه بارهای شکست کم هستند. به منظور به دست آوردن ضرایب شدت تنش، مدلسازی عنصر محدود سه‌بعدی انجام می‌شود. بررسی اثرات T – تنش در پیکربندی طراحی شده مجدد نشان می‌دهد که این پارامتر بر مقاومت به شکست مواد به طور قابل‌ملاحظه‌ای تاثیر نمی‌گذارد. کارایی پیکره بندی تست با انجام تعدادی آزمایش شکست بر روی یک پلیمر شکننده به نام PMMA ارزیابی می‌شود. سپس نتایج تجربی با پیش‌بینی برخی از معیارهای شکست حالت مختلط شناخته‌شده مقایسه می‌شوند و نتایج مورد بحث قرار می‌گیرند.

Highlights•Developing an improved mixed mode II/III test configuration using FE analyses and test results.•Better performance and material saving compared with initial mixed mode II/III configuration.•Comparing the test results with theoretical estimates of three fracture criteria.•Investigating the fracture behavior of PMMA under mixed mode II/III loading.AbstractA fracture test configuration recently proposed for exerting a diverse combinations of mode II and mode III loading is redesigned to attain better performance. Compared with the initial design, in the new configuration, less material is needed for test samples and for the segments in the loading fixture. Also, its manufacturing costs, the induced mode III deformation under pure mode II and specially the fracture loads are lower. In order to obtain the stress intensity factors, three-dimensional finite element modeling is carried out. Investigating the T-stress effects in the redesigned configuration shows that this parameter