W ramach Działania 6. „Po Sąsiedzku– międzyuczelniane staże badawcze i wizyty studyjne" 20 maja o godz. 12.00
w sali L 131 dr inż. Elżbieta Bura z Politechniki Białostockiej, wygłosiła referat nt. "Badania doświadczalne
i modelowanie numeryczne procesów pękania elementów z karbami, wykonanych z tworzyw sztucznych".
Streszczenie: W ramach seminarium przedstawiono badania dotyczące pękania polimetakrylanu metylu (PMMA) oraz poliwęglanu (PC), które koncentrowały się na zrozumieniu mechanizmów pękania tych materiałów w obecności karbów. Obydwa badane tworzywa sztuczne, mimo swoich licznych zalet, wykazują podatność na pękanie, szczególnie w miejscach osłabionych, takich jak karby. Głównym celem przedstawionych badań było opracowanie metody obliczeniowej prognozowania pękania elementów osłabionych karbami, wykonanych z tworzyw sztucznych,
w warunkach jedno- i dwuosiowego stanu obciążenia. Szczególny nacisk położono na sformułowanie kryterium pękania oraz jego doświadczalną weryfikację. Badania obejmowały zarówno eksperymenty, jak i modelowanie numeryczne. Płaskie próbki wykonane z PMMA i PC o grubości 5 oraz 15 mm, osłabione karbami typu V o różnych promieniach zaokrąglenia dna (0,1; 0,5; 2 oraz 10 mm), poddano próbom: rozciągania, skręcania oraz skręcania
z rozciąganiem (obciążenie proporcjonalne) a także ściskania (testy przeprowadzono przy różnych prędkościach przemieszczenia bazy pomiarowej). Użyto monochromatycznych kamer PHANTOM do rejestracji procesów propagacji pęknięć oraz analizy dynamiki tego procesu. Określono obciążenia odpowiedzialne za inicjację pęknięcia
w różnych warunkach obciążenia. Zidentyfikowano momenty, kąty oraz miejsca inicjacji pęknięć w próbkach. Modelowanie numeryczne przeprowadzono z wykorzystaniem metody elementów skończonych (MES) do określenia rozkładów naprężenia głównego i odkształcenia plastycznego w warunkach krytycznego obciążenia. Na podstawie wartości obliczeń numerycznych sformułowano naprężeniowo-odkształceniowe kryterium pękania. Proponowane kryterium pękania zakłada, że inicjacja pęknięcia ma miejsce, gdy wartość naprężenia normalnego na danej płaszczyźnie fizycznej osiągnie wartość krytyczną, zależną od stałej uszkodzenia. Wielkość tej stałej jest uzależniona od poziomu odkształceń plastycznych. Opracowane kryterium pękania może być wykorzystane do prognozowania pękania elementów konstrukcyjnych wykonanych z PMMA i PC; optymalizacji projektów technicznych z uwzględnieniem podatności na pękanie a także rozwoju nowych materiałów o zwiększonej odporności na pękanie.
W ramach seminarium odbyła się dyskusja na temat przedstawionej tematyki. Głos zabierali m. in. prof. Maciej Motyka, prof. Tadeusz Balawender, prof. Andrzej Skrzat, prof. Romana Śliwa.
