Viskoplastisite Modelleride Denge Gerilmesi: Gözlemler Ve Overstress Konsepti Ile Kullanımı

Abstract

Birçok malzeme modeli, "denge gerilmesi", "artık gerilmesi" ve "etkili gerilme" olarak da adlandırılan özel bir durum değişkeni içerir. Uzun süreleri içeren malzeme davranışı çözüm için kinematik sertleşme ve / veya Bauschinger etkisini modelleyebilen çok kullanışlı bir değişkendir. Denge gerilmesi ölçülebilir ve kontrol edilemez teorik bir değişkendir, ancak bu değişken dolaylı test ve model simülasyonlarının karşılaştırılması ile çıkarılabilir. Denge gerilimi kavramına dayanan viskoplastik modelin çalışma prensibi; gevşeme testindeki gerilme değişiminin yeterli bir süre sonra sabit bir değere ulaşmasından esinlenme şeklindedir. Denge gerilmesini deneysel olarak belirlemek için, iki basit yöntem vardır, bunlardan biri konvansiyonel gevşeme testi ve diğeri ise, özel sık tekrarlı yükleme testleri içeren daldırma testidir. Bu tip testler kullanılarak farklı denge gerilmesi belirleme türleri sunulmuştur, ancak bu çalışmaların sonuçları, hiçbir malzeme için denge gerilme seviyelerini tam olarak göstermemiştir. Bu çalışmada oda sıcaklığından 100 °C’ye kadar sıcaklıklarda boşaltma eğrisi üzerindeki noktalarda PP’nin zamana bağlı cevabı ile ilgili deneysel çalışmalar ortaya konulmuştur. Makalenin amacı; i) Çeşitli maksimum gerilme seviyelerine kadar yüklenen ve daha sonra oda sıcaklığından 100 ºC'ye kadar geniş sıcaklık aralıklarında çeşitli gerilme seviyelerinde gevşeme testine tabi tutulan PP numunelerin deneysel verileri rapor etmek. ii) deneysel verileri kullanılarak denge gerilmesinin varlığını göstermek.

Many of material models include a special state variable that is called “equilibrium stress”, “back stress” and “effective stress” also. This is very useful variable which is able to model kinematic hardening or/and Bauschinger effect for long time solution. Equilibrium stress cannot be measured and controlled, but this variable can be deduced from transient test and comparison of model simulation. Basis of the model based on equilibrium stress concept are that change of stress in relaxation test will reach constant value after a sufficient time. To experimentally determine equilibrium stress, there are two simple methods, one of this is conventional relaxation test and another is dip test that include special cyclic loading tests. Different types of attempting were presented using these tests, but the results of these studies did not precisely show equilibrium stress levels for none of materials. This paper focuses on the experimental investigation that is related to time dependent response of PP after strain reversal in wide interval temperatures. The aim of the paper is; i) to report experimental data in tensile relaxation test on PP specimens subjected to stretching up to various maximum strains and subsequent retraction down to various strains in wide interval of temperatures ranging from room temperature to 100 ºC ii) to demonstrate existence of equilibrium stress using experimental data of PP. Keywords: Equilibrium stress, relaxation, temperature effect, viscoplasticity, polypropylene.