بررسی کارایی معیار انتگرال j برای پیش‌بینی شکست در فوم سخت پلی‌اورتان دارای ترک در مودهای ترکیبی i/ii و i/iii

پژوهش حاضر به بررسی و ارزیابی معیار انتگرال j برای فوم پلی‌اورتان سخت با استفاده از دیسک دارای ترک لبه‌ای تحت خمش که تحت مودهای ترکیبی i/ii و i/iii بارگذاری می‌شود، می‌پردازد. هدف اصلی این مطالعه، اولاً ارائه روابط انتگرال j با رهیافتی جدید مبتنی بر چگالی انرژی کرنشی در یک ماده الاستیک خطی بارگذاری شده تحت مودهای ترکیبی است. بدین منظور، ابتدا روابط مربوطه برای شیار v شکل استخراج شده و سپس به ترک تعمیم داده شده است. هدف ثانویه این پژوهش، پیش‌بینی بار شکست با استفاده از معیار انتگرال j در مودهای ترکیبی i/ii و i/iii در فوم‌های پلی‌اورتان سخت است. برای بررسی صحت معیار، با بهره‌گیری از نتایج تجربی پژوهشی پیشین و با استفاده از مدل‌سازی عددی یک نمونه دیسک تضعیف شده با ترک، بار شکست نمونه در مودهای ترکیبی i/ii و i/iii طبق معیار انتگرال j پیش‌بینی شده است. نتایج نشان از دقت بالای معیار در پیش‌بینی بار شکست نمونه‌ها در مودهای ترکیبی دارد؛ به‌گونه‌ای که حداکثر درصد خطا 8% بوده است.

on the use of j-integral criterion for fracture assessment of cracked rigid polyurethane foam loaded in mixed mode i/ii and i/iii

the present study investigates and evaluates the j-integral criterion for rigid polyurethane foam using a cracked disk specimen subjected to bending with mixed mode i/ii and i/iii loading conditions. the primary objective of this study is to assess relationships for the j integral based on a new approach involving the strain energy density in a linear elastic material loaded under mixed mode conditions. to do so, the relevant relationships for a v-notch specimen are first derived and then extended to a cracked sample. the secondary aim of this research is to predict the fracture load using the j-integral criterion in mixed mode i/ii and i/iii loading conditions in rigid polyurethane foams. to validate the criterion, finite element modeling of a cracked disk specimen is carried out and the fracture load of the specimen under mixed mode i/ii and i/iii conditions is predicted according to the j-integral criterion. the results reveal the high accuracy of the criterion in predicting the fracture load of specimens under mixed mode conditions, with the maximum error percentage of 8%.