رفتار گسیختگی خزش ماده مرکب الیاف باگاس- پلی‌پروپیلن

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، صنایع چوب و کاغذ، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری

2 استادیار، صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران

3 استاد، صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی-دانشگاه تهران

4 هیات علمی دانشکده منابع جنگلی-دانشگاه مین آمریکا

5 هیات علمی دانشکده منابع طبیعی- دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری

چکیده

در این مطالعه رفتار گسیختگی خزش ماده مرکب الیاف باگاس- پلی‌پروپیلن مورد بررسی قرار گرفت. برای توصیف اثر دوام بار بر روی ماده مرکب مورد مطالعه، دو مدل تخریب تجمعی (EDRM و Wood)، و یک مدل شکست بر پایه انرژی (R-W)، مورد استفاده قرار گرفته‌اند. نتایج نشان داد که مدل EDRM در سطح تنش بسیار بالا، زمان شکست را کمتر از مقدار استاتیکی و مدل Wood، زمان شکست را بیشتر از مقدار حاصل از آزمون استاتیک برآورد می‌کند. علت این امر به تفاوت در نحوه اعمال بار در بارگذاری استاتیکی و بارگذاری خزشی نسبت داده شد. نتایج نشان داد که هر سه مدل قادر بودند رفتار گسیختگی خزش ماده مرکب مورد مطالعه را به خوبی توصیف کنند و در این بین مدل Wood از لحاظ آماری برازش بهتری را بر روی داده‌های تجربی نشان داده است. بر اساس یافته‌های تحقیق حاضر می‌توان نتیجه گرفت که مدل R-W در پیش بینی زمان شکست، نسبت به دو مدل دیگر محافظه-کارانه‌تر عمل می‌کند و علت این امر را می‌توان به تفاوت در معیار شکست در مدل‌های بر پایه انرژی یا معیار شکست در مدل‌های تخریب تجمعی نسبت داد. همچنین نتایج نشان داد که با افزایش سطح تنش مرحله دوم خزش کوتاه‌تر می‌شود و در سطوح تنش ‌بالا، مرحله سوم خزش غالب است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


-Adcock, T., Wolcott, M.P. and Hermanson, J.C., 2001. The influence of wood plastic composite formulation: Studies on mechanical and physical properties. Project End Report: Engineered Wood Composites for Navy Waterfronts. Task 1D-1 Evaluate Extruded Materials. Washington State University. Pullman, Washington.

-Alvarez-Valencia, D., Dagher H. j., Davids, W.G. and Lopez-Anido, R. A., 2010. Structural performance of wood plastic composite sheet piling, Journal of Materials in Civil Engineering, 22(12): 1235-1243.

-ASTM D618-00, Standard Practice for Conditioning Plastics for Testing, American society for testing materials.

-ASTM D6815, Standard Specification for Evaluation of Duration of Load and Creep Effects of Wood and Wood-Based Products.

-Brandt, C.W. and Fridley, K.J., 2003. Load-Duration Behavior of Wood-Plastic Composites. Journal of Materials in Civil Engineering, 15(6):524-536.

-Cai, Zh. and Ross R.J.,  2011. Mechanical properties of wood-based composite materials. In: Wood handbook, Forest Products Laboratory, pp.12.1-12.12.

-Chang, F.C., Lam, F. and Kadla, J.F., 2013. Application of time–temperature–stress superposition on creep of wood–plastic composites, Mechanics of time dependent materials, 17: 427-435.

-Clemons, C., 2002. Wood-plastic composites in the United States; The interfacing of two industries. Forest Product Journal, 52 (6): 10-18.

-Dolan, J.D., DuChateau, K.A., O'Dell, J., Wolcott, M.P. and Johnson, S., 2010. Effect of form change in sill plates on shear wall performance, 11th World Conference on Timber Engineering, WCTE 2010. 2: 1160-1168. 

-Dastoorian, F., Tajvidi, M. and Ebrahimi, G., 2010. Evaluation of time dependent behavior of a wood flour/high density polyethylene composites, Journal of Reinforced Plastics and Composites, 29 (1):132-143.

-Fridley, K. J., 1992. Creep rupture behavior of wood. Department of Forestry and Natural Resources Agricultural Experiment Station, Bulletin No. 637. Purdue University.

-Gerhards, C.C. and Link, C.L., 1987. A cumulative damage model to predict load duration characteristics of lumber. Wood and Fiber Science. 19(2): 147-164

-Hamel, S.E., Bechle, N.J., Hermanson J.C. and Cramer, S. M., 2010. Characterizing macroscopic creep behavior of wood plastic composites in tension and compression, in 10th international conference on wood & biofiber plastic composites and cellulose nanocomposites symposium: May 2009, Madison, WI: Forest Product society, 289P.

-Kazemi Najafi, S., Nikray, S.J. and Ebrahimi, GH., 2012. A comparison study on creep behavior of wood–plastic composite, solid wood, and polypropylene, Journal of Composite Materials, 46(7): 801-808.

-Kazemi Najafi, S., Sharifnia, H. and Tajvidi, M., 2008. Effects of water absorption on creep behavior of wood-plastic composites. Journal of Composite Materials, 42(10): 993-1002.

-Najafi, A. and Najafi, S.K., 2009. Effect of load levels and plastic type on creep behavior of wood sawdust/HDPE composites. Journal of Reinforced Plastics and Composites, 28(21): 2645-2653.

-Odell, J., 2008. Wood plastic composite sill plate for continuous anchorage of shear walls in light frame wood structures. MSc thesis, Washington State University.

-Pendleton, D., Hofford, T.A., Adcock, T., Woodward, B. and Wolcott, M.P., 2002. Durability of an Extruded HDPE/Wood Composite. Forest Products Journal, 52(6), 21-27.

-Pooler, D.J. and Smith L.V., 2004. Non-linear Viscoelstic response of a wood plastic composite, including temperature effects. Journal of Thermoplastic Composite Materials, 17:427-439.

-Rangaraj, Sudarshan V., and Smith Lloyd, V., 1999. The Nonlinear viscoelastic response of a wood-thermoplastic composite, Mechanics of Time Dependent Materials, 3:125-139.

-Reiner, M. and Weissenberg, K.A., 1939. Thermodynamic theory of the strength of the materials, Rheological leaflet 10(1):12–20.

-Rosowsky, D.V. and Fridley, K.J., 1995. Directions for duration-of-load research. Forest Products Journal, 45(3), 85-88.

-Sain, M.M., Balatinecz, J. and Law, S., 2000. Creep fatigue in engineered wood fiber and plastic compositions. Journal of Applied Polymer Science, 77(2): 260-268.

-Wood, L.W., 1951. Relation of strength of wood to duration-of-load. Report No. 1916, U.S.D.A Forest Service, Forest Products Laboratory, Madison, WI.

-Xu, B., Simonsen, J. and Rochefort, W.E., 2001. Creep resistance of wood-filled polystyrene/high-density polyethylene blends. Journal of Applied Polymer Science, 79(3):418-425.