بررسی تجربی اثر نرخ کرنش بر رفتار ماده الاستومری(hdpe/poe)تقویت شده با ذرات نانوسیلیکا در بارگذاری شبه استاتیکی و دینامیکی

الاستومرها دسته ای از مواد پلیمری با ویژگی‌های منحصر به فرد رفتاری هستند. الاستومرها دارای دونوع رفتار وابسته به زمان و مستقل از زمان هستند، رفتار مکانیکی این دسته از مواد پلیمری تحت تاثیر عوامل مختلفی قرار دارد. در این تحقیق اثر افزایش نانوذرات سیلیکا و نرخ بارگذاری در دو حالت شبه استاتیکی و دینامیکی بر روی رفتار کششی ماده الاستومری hdpe/poe مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور ابتدا ماده الاستومری پایه با نسبت اختلاط 40% hdpe و 60% poe تولید شده و سپس با افزایش ذرات نانو سیلیکا، 4 نوع نمونه شامل 3 نوع نمونه تقویت شده 0.7%، 1%و1.4% و یک نوع نمونه hdpe/poe ساخته شد. نمونه ها در حالت کشش شبه استاتیکی تحت نرخ کرنش‌های1 frasl;s 0.04، 1 frasl;s 0.07، 1 frasl;s0.14 و1 frasl;s 0.17 قرار گرفتند و در حالت دینامیکی نیز با استفاده از فیکسچر کاملا جدید طراحی شده بر روی دستگاه ضربه سرعت پایین(ضربه افتان) به نمونه ها بار کششی با نرخ کرنش1 frasl;s 160و 1 frasl;s100 اعمال شده است. نتایج پژوهش نشان داده است در بارگذاری دینامیکی رفتار ماده الاستومری به شدت تابع نرخ کرنش است، افزایش نرخ کرنش سبب افزایش سطح تنش و نیروها در هر دو نوع بارگذاری شبه استاتیکی و دینامیکی می‌شود. مقدار افزایش سطح نیروها در بارگذاری دینامیکی بسیار بیشتر از حالت استاتیکی است. همچنین مکانیزم جدید طراحی شده قابلیت دسترسی به داده های کششی دینامیکی مختلف را در دستگاه ضربه سرعت پایین فراهم می کند، از طرفی با افزایش درصد نانوسیلیکا استحکام کششی نمونه‌ها به طور محسوسی افزایش می یابد.

Experimental investigation of strain rate effect on reinforced elastomeric material behavior (HDPE/POE) under quasi static and dynamic loading

Elastomers are a group of polymeric materials that have unique properties, including timedependent behavior and timeindependent, the mechanical behavior of this material is affected by various factors. In this study, the effect of increasing the silica nanoparticles and strain rates in two quasistatic and dynamic states on the tensile behavior of HDPE / POE has been investigated. For this purpose, an elastomeric material was first created with 40% HDPE and 60% POE mixing ratio. Then with increasing Nano silica particles, 4 sample types including 3 samples 0.7%, 1% and 1.4%, and one sample of HDPE/POE was fabricated. The samples were loaded at strain rate of 0.04 1 frasl;s, 0.07 1 frasl;s , 0.1 1 frasl;s , 0.14 1 frasl;s , 0.17 1 frasl;s in a quasistatic tensile state. In dynamic mode, tensile load with a strain rate of 160 1 frasl;s and 100 1 frasl;s was applied to the specimens using a new fixture designed on the low velocity impact test machine (Drop weight impact test machine). In the dynamic loading, the behavior of the elastomeric material is extremely dependent on the strain rate, with increasing the strain rate the level of stress and forces in both quasistatic and dynamic loads will be increase. The increase in force levels in dynamic loading is much more than static. Also, the new designed mechanism provides access to dynamic tensile data at different strain rates in a low velocity impact machine. On the other hand, with increasing Nano silica percentage, the tensile strength of the samples is noticeably increased.