تحلیل تجربی و تئوری شکست قطعات پلیمری شبه ترد دارای شیار V شکل با سوراخ انتهایی تحت بارگذاری مرکب کششی/ برشی

در پژوهش حاضر، ابتدا تعداد 48 آزمایش شکست روی نمونه‌های آزمایشگاهی دیسک برزیلی دارای شیار مرکزی v شکل با سوراخ انتهایی از جنس پلیمر شبه ترد پلی متیل متاکریلات زیر بارگذاری ترکیبی کشش- برش و برای نسبت‌های ترکیب مختلف از کشش و برش انجام و بار شکست و زاویه شروع شکست از مرز شیارهای v شکل با سوراخ انتهایی به‌صورت تجربی اندازه‌گیری شد. سپس، دو معیار شکست ترد بر مبنای مفاهیم تخریب حداکثر تنش محیطی (mts) و تنش متوسط (ms) به‌منظور پیش‌بینی بار شکست و زوایای شروع شکست نمونه‌های پلیمری توسعه یافته و نتایج آن‌ها در قالب نمودارهای شکست و زاویه شروع شکست ارائه شد. مقایسه نتایج تئوری با نتایج تجربی نشان داد که هر دو معیار با دقت بالایی قادر به پیش‌بینی چقرمگی شکست و زوایای شروع شکست در نمونه‌های پلیمری، به ازای ترکیب‌های مختلف کشش و برش بوده و نتایج هر دو معیار، تقریبا منطبق بر یکدیگر است.  

Experimental and theoretical fracture analysis of quasi brittle polymer components containing V notches with end holes under combined tensile shear loading

In the present investigation, first, 48 fracture tests were conducted on the Brazilian disk specimens made of the quasi brittle polymer Polymethyl methacrylate and weakened by central V notches with end holes (VO notches) under combined tensile shear loading with different mode mixity ratios. The fracture loads and the fracture initiation angles (FIAs) were experimentally measured. Then, two brittle fracture criteria were developed on the basis of the failure concepts of the maximum tangential stress (MTS) and the mean stress (MS) for predicting the experimental fracture loads and the FIAs, and the theoretical results were obtained in the form of the fracture curves and curves of  fracture initiation angle. A very good agreement was shown to exist between the theoretical and the experimental results. Moreover, it was found that both the criteria provide almost identical predictions to the experimental results.