hrvatski

Eksperimentalno i numeričko modeliranje zareza u polietilenu PE100

Procjena nosivosti konstrukcijskih komponenata s oštećenjem zaokuplja pozornost velikog broja istraživača. Razlog tome je što postojanje oštećenja u nekoj konstrukcijskoj komponenti može narušiti njenu cjelovitost (structural integrity) odnosno dovesti do sloma konstrukcije. Na taj je način ugrožena sigurna eksploatacija i funkcionalnost konstrukcije te je smanjen njen radni vijek. Ovisno o vrsti konstrukcije, gubitak cjelovitosti može dovesti do havarije s katastrofalnim posljedicama. Povećana primjena polimera, posebno polietilena kao konstrukcijskog materijala za izradu cijevi za distribuciju plina i vode, zahtijeva razvoj novih metoda za procjenu nosivosti komponenata izrađenih iz ovih materijala. Metode za analizu oštećenja u metalima u novijoj literaturi primjenjuju se za modeliranje oštećenja u polimerima. Jednako kao i kod metala, za točniju procjena parametara mehanike loma i opterećenja plastičnog kolapsa polimernih komponenata potrebno je što točnije eksperimentalno odrediti te numerički modelirati realno ponašanje materijala. Za eksperimentalno modeliranje lomnog i vremenski ovisnog ponašanja poletilena PE100 provedeni su statički vlačni pokusi. Osim toga, za opisivanje ponašanja materijala u uvjetima konstantnog opterećenja provedeni su vremenski vrlo zahtjevni eksperimenti puzanja pri sobnoj i povišenim temperaturama. Na osnovi provedenih eksperimenta i dobivenih rezultata, izveden je numerički algoritam koji je implementiran u programski paket ABAQUS koji se temelji na metodi konačnih elemenata. Točnost i učinkovitost izvedenog algoritma provjerena je usporedbom s dobivenim eksperimentalnim rezultatima, na primjeru osnosimetrične epruvete s potpunim obodnim zarezom pomoću koje je definiran konstitutivni model. Na osnovi numeričke analize debele polietilenske cijevi s vanjskim polueliptičkim zarezom i primjenom dijagrama procjene loma iz literature određeno je vrijeme do loma cijevi te su rezultati uspoređeni s dostupnim rješenjima iz literature. Dan je kritički osvrt na dobivene rezultate te je ukazano na greške koje se pri numeričkom modeliranju mogu javiti.

polietilen PE100; puzanje; eksperiment; metoda konačnih elemenata

nije evidentirano