Аналіз згину, вигину та зношення функціонально градуйованих в’язкопружних матеріалів: експериментальний та чисельний підходи

Abstract

У роботі синтезовано термопластичний полімер із змінною щільністю в одному напрямку за допомогою технології адитивного виробництва для вивчення динамічних і статичних характеристик функціонально градуйованих в’язкопружних матеріалів (FGVM). Для опису механічних властивостей FGVM було запропоновано аналітичне формулювання, засноване на формулюванні сигмоподібного закону. Експериментальну частину виконували на зразках, надрукованих 3D-друком, виконуючи різні випробування, щоб перевірити ефективність таких матеріалів. Крім того, для оцінки властивостей конструкції на вигин застосовано метод скінченних елементів. Детально проаналізовано вплив параметрів FG та геометричних властивостей на тривалість навантаження при згині та зворотному вигині. Результати показують, що збільшення пористості з 10% до 30% при степеневому індексі (k = 2) зменшує міцність на вигин на 31,25 відсотка та прогин приблизно на 11,2 відсотка для зразків VE. Зміна показника степеневого закону від 0,5 до 10 збільшує витримку на міцність на 35 %.