پیوندهای مفید
آمار
| تعداد نشریات | 8 |
| تعداد شماره‌ها | 425 |
| تعداد مقالات | 5,550 |
| تعداد مشاهده مقاله | 6,508,781 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 5,557,148 |
تحلیل اثر جهت چاپ و بارگذاری بر خواص مکانیکی و رفتار شکست پلیمر پلی‌لاکتیک اسید تولیدشده با روش ساخت افزایشی | ||
| نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر | ||
| دوره 57، شماره 3، خرداد 1404، صفحه 379-398 اصل مقاله (1.74 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22060/mej.2025.24127.7843 | ||
| نویسندگان | ||
| الیاس حدادی* 1؛ محمدرضا آدی بیگ2؛ ابوذر اسحقی اسکویی3، 4 | ||
| 1گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه ملی مهارت، تهران، ایران | ||
| 2دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت جنوب، شنزن، چین | ||
| 3موسسه موگانشان، دیچینگ، چین | ||
| 4آزمایشگاه ماشین‌های دوار پرسرعت، دانشگاه جیجیانگ، هانگژو، چین | ||
| چکیده | ||
| خواص مکانیکی و مقاومت در برابر رشد ترک نمونه‌های پلی‌لاکتیک اسید تولیدشده به روش ساخت افزایشی مورد بررسی قرار گرفت. نمونه‌های دمبلی استاندارد مطابق استانداردهای ASTM در سه جهت چاپ ˚0، ˚90 و ˚0/˚90 تهیه شدند. این جهت‌گیری‌ها به ترتیب نشان‌دهنده چاپ لایه‌ها در راستای طولی، عرضی و ترکیبی بودند. نتایج منحنی‌های تنش-کرنش نشان داد که تغییر جهت چاپ از ˚0 به ˚90 یا ˚0/˚90 باعث افزایش قابل‌توجه بیشینه تنش کششی به میزان حدود 39% و کرنش پیش از شکست به‌طور متوسط 30% شد. این امر به دلیل تفاوت در چیدمان لایه‌ها و توزیع تنش در ساختار داخلی نمونه‌ها بود. برای بررسی مقاومت در برابر رشد ترک، از آزمون‌های شکست در مودهای کششی و برشی استفاده شد. نمونه‌های پروانه‌ای شکل مطابق استاندارد طراحی و با گیره آرکان اصلاح‌شده آزمایش شدند. همچنین ضرایب هندسی متناظر با هر زاویه بارگذاری با استفاده از شبیه‌سازی المان محدود استخراج شد. مقادیر بحرانی انرژی شکست در مود برشی نسبت به مود کششی حدود 58% کاهش داشته است. نمونه‌های چاپ‌شده در جهت ˚90 به دلیل ضعف در اتصال بین‌لایه‌ای، مقاومت کمتری در برابر رشد ترک نسبت به جهت‌های ˚0 و ˚0/˚90 از خود نشان دادند. از میان موارد بررسی شده، جهت چاپ ˚0/˚90 به دلیل برقراری تعادل مطلوب میان استحکام کششی بالا و مقاومت مناسب در برابر رشد ترک، به‌عنوان جهت‌گیری بهینه پیشنهاد گردید. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| ساخت افزایشی؛ پلی لاکتیک اسید؛ خواص مکانیکی؛ جهت چاپ؛ گیره آرکان | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Analysis of the Effect of Raster and Loading Orientations on the Mechanical Properties and Fracture Behavior of Polylactic Acid Polymer Produced by Additive Manufacturing | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Elyas Haddadi1؛ Mohammad Reza Adibeig2؛ Abuzar Eshaghi Oskui3، 4 | ||
| 1Department of Mechanical Engineering, Technical and Vocational University (TVU), Tehran, Iran | ||
| 2Department of Mechanics and Aerospace Engineering, Southern University of Science and Technology, Shenzhen, 518055, China | ||
| 3Moganshan Institute ZJUT, Kangqian District, Deqing 313200, China|High-speed Rotating Machinery Laboratory, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China | ||
| 4Moganshan Institute ZJUT, Kangqian District, Deqing 313200, China|High-speed Rotating Machinery Laboratory, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China | ||
| چکیده [English] | ||
| The mechanical properties and crack growth resistance of polylactic acid samples produced via additive manufacturing (3D printing) were investigated. Standard dumbbell-shaped specimens were prepared in accordance with ASTM standards in three print orientations: 0°, 90°, and 0°/90°. These orientations corresponded to layer deposition in the longitudinal, transverse, and alternating (cross-ply) directions, respectively. The stress-strain curves revealed that changing the print orientation from 0° to 90° or 0°/90° resulted in a significant increase in maximum tensile stress by approximately 39% and an average increase in strain at failure of about 30%. This was attributed to differences in layer arrangement and stress distribution within the internal structure of the samples. To assess crack growth resistance, fracture tests were performed in tensile and shear loading conditions. Butterfly-shaped specimens, designed per standards, were tested using a modified Arcan fixture. Also, the geometric factors corresponding to each loading angle were extracted using finite element simulation. The critical values of fracture energy in shear mode were reduced by about 58% compared to tensile mode. The samples printed in the 90° direction showed less resistance to crack growth than the 0° and 0/90° directions due to the weakness in interlayer bonding. Among the cases studied, the 0/90° printing direction was suggested as the optimal orientation due to the favorable balance between high tensile strength and adequate resistance to crack growth. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Additive Manufacturing, Polylactic Acid, Mechanical Properties, Printing Orientations, Arcan Grips | ||
| مراجع | ||
|
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 63 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 65 |
||