مدول و مقاومت برشی در مواد پلاستیکی

در ادامه مبحث طراحی و ساخت قطعات پلاستیکی و قالب های تزریق پلاستیک به بررسی مدول و مقاومت برشی در مواد پلاستیکی پرداخته می شود.

سختی برشی و مدول:

مدول برشی، G، از یک پلیمر (‏که به عنوان مدول سختی نیز شناخته می‌شود)‏ شیب بخش اولیه منحنی تنش برشی در مقابل کرنش برشی است.

​​​​

مقادیری مانند مقاومت تسلیم برشی، مقاومت برشی نهایی، کرنش تسلیم برشی و کرنش برشی نهایی را می توان به طور مستقیم از منحنی تنش برشی-کرنش برشی به دست آورد، به همان روشی که مقادیر مقاومت کششی یا فشاری یا کرنش تعیین می‌شوند. اگر رفتار الاستیک ایزوتروپیک در نظر گرفته شود، در صورتی که مدول الاستیک و نسبت پواسون با استفاده از نظریه الاستیک شناخته شوند، می توان مدول برشی یک پلیمر را نیز تخمین زد. ​

از آنجایی که پلاستیک‌ها ویسکوالاستیک هستند، مقادیر کشش اولیه، تراکم یا مدول خمشی برای عبارت E در معادله 3.4 استفاده می‌شوند تا در عمل برای بدست آوردن مدول برشی تقریبی مورد استفاده قرار گیرند. ​

تعریف و اهمیت مدول برشی

مدول برشی یکی از پارامترهای کلیدی در علم مواد است که نشان‌دهنده توانایی یک ماده برای تحمل تنش‌های برشی است. این پارامتر به ما کمک می‌کند تا رفتار مواد مختلف را تحت بارهای مختلف پیش‌بینی کنیم. به عنوان مثال، در طراحی قطعات مکانیکی، دانستن مقدار مدول برشی می‌تواند به مهندسان کمک کند تا انتخاب‌های بهتری برای مواد مناسب انجام دهند.

تأثیر دما و فشار

تغییرات دما و فشار تأثیر قابل توجهی بر روی مدول برشی دارند. معمولاً با افزایش دما، مدول برشی کاهش می‌یابد. این امر به دلیل افزایش تحرک مولکولی و کاهش نیروهای پیوندی است که باعث نرم‌تر شدن مواد می‌شود. همچنین، با افزایش فشار، مدول برشی نیز ممکن است تغییر کند؛ بنابراین در طراحی و انتخاب مواد باید این عوامل را در نظر گرفت.

روش‌های آزمایش

برای اندازه‌گیری مدول برشی، روش‌های مختلفی وجود دارد. یکی از رایج‌ترین روش‌ها آزمایش کشش است که در آن نمونه تحت بار کشش قرار می‌گیرد و تغییر شکل آن اندازه‌گیری می‌شود. همچنین آزمایش‌های خاصی مانند آزمایش خمش و آزمایش‌های دینامیکی نیز برای تعیین مدول برشی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

کاربردها

مدول برشی در صنایع مختلف کاربرد دارد. به عنوان مثال، در صنعت خودروسازی، این پارامتر برای ارزیابی رفتار مواد مختلف تحت بارهای دینامیکی اهمیت دارد. همچنین در صنایع ساختمانی و تولید قطعات الکترونیکی نیز از این پارامتر برای طراحی مناسب استفاده می‌شود.در نهایت، شناخت دقیق از مدول برشی و عوامل مؤثر بر آن نه تنها به بهبود کیفیت محصولات کمک می‌کند بلکه هزینه‌های تولید را نیز کاهش می‌دهد.

شرکت نوآوران علوم مهندسی پویا اماده ارائه خدمات مشاوره در زمینه طراحی و ساخت قطعات و قالب های تزریق پلاستیک می باشد.