منحنی های خزش مواد پلاستیکی :

در ادامه بحث طراحی و ساخت قالب های تزریق پلاستیک به موضوع بررسی منحنی های خزش مواد پلاستیکی پرداخته می شود.

منحنی های خزشی، نمایش های گرافیکی داده های تجربی به دست آمده از آزمون خزش هستند. همان داده‌های خزش را می‌توان به روش‌های دیگری ترسیم کرد که استفاده از آن برای اهداف طراحی راحت‌تر است.

منحنی های خزش، مانند آنچه در شکل 1 نشان داده شده است، معمولاً در مقادیر زمانی ثابت مختلف (معمولاً 1 ساعت، 10 ساعت، 100 ساعت، 1000 ساعت و غیره) برش داده می شوند تا داده های تنش-کرنش در آن بازه های زمانی خاص به دست آید.

همانطور که در شکل 2 نشان داده شده است، داده ها به شکل یک منحنی تنش-کرنش هم زمان ترسیم می شوند. منحنی‌ها به جای منحنی‌های تنش-کرنش کوتاه‌مدت هنگام طراحی برای کاربردهایی که شامل بارگذاری استاتیکی طولانی‌مدت هستند، استفاده می‌شوند.

منحنی‌های تنش-کرنش هم‌زمان معمولاً در یک محدوده دما در دسترس هستند تا طراحان بتوانند تأثیرات زمان و دما را بر مدول ظاهری یا خزشی پلیمر در نظر بگیرند. مقادیر مدول خزش ظاهری معمولاً به جای مقدار مدول یانگ در معادلات طراحی کلاسیک برای پیش‌بینی کرنش‌ها یا انحرافات مرتبط با بارگذاری طولانی‌مدت استفاده می‌شوند.

لازم به ذکر است که مقدار مدول ظاهری با زمان، دما و سطح تنش متفاوت است. منحنی های تنش-کرنش هم زمان (دارای یک زمان isochronous) در شکل 2 الی 4، همچنین محدودیت‌های ترک برداشتن یا شروع فرسودگی پلیمر را در دماهای مختلف نشان می‌دهد.

سطح تنش (یا کرنش) در نقطه ای که خط حد ترک (با خط تیره نشان داده شده است.) با یک منحنی هم زمان قطع می شود، سطح تنش (یا کرنش) مرتبط با شروع ترک برداشتن در آن زمان خاص است.

به عنوان مثال، منحنی تنش-کرنش هم زمان برای پلی کربنات در 140 درجه فارنهایت / 50 درصد RH نشان داده شده در شکل 3 نشان می دهد که در حدود 10 ساعت در سطح تنش 4000 psi، ترک ها ظاهر می شوند، در حالی که برای برای ظاهر شدن این ترک ها در سطح استرس 2000 psi ، تقریباً 10000 ساعت طول خواهد کشید.

در حالی که محدودیت‌های ترک برداشتن یکی از معیارهایی است که طراح می‌تواند از آن برای تعیین حد تنش طراحی مواد پلاستیکی استفاده کند، اطلاعات همیشه روی منحنی‌ها ارائه نمی‌شود.

شکل 1 منحنی‌های خزش معمولاً در مقادیر زمانی استاندارد (1 ساعت، 10 ساعت، 100 ساعت، 1000 ساعت و غیره) برش داده می‌شوند تا داده‌هایی را برای تنش-کرنش هم زمان ایجاد کنند.

شکل 2 مجموعه ای از منحنی های تنش-کرنش کششی هم زمان برای یک پلی کربنات در دمای اتاق/50 درصد رطوبت نسبی

شکل 3 مجموعه منحنی تنش-کرنش هم زمان برای یک پلی کربنات در 140 درجه فارنهایت/50 درصد RH

شکل 4 مجموعه ای از منحنی های تنش-کرنش هم زمان برای یک پلی کربنات در 212 درجه فارنهایت/50 % RH

شکل 5 مدول خزش کششی در مقابل منحنی تنش در زمان های ثابت برای پلی کربنات در دمای اتاق/50 درصد رطوبت نسبی

داده‌های خزش را می‌توان به روش‌های مختلف دیگر از جمله منحنی‌های مدول در مقابل تنش در زمان‌های ثابت ترسیم کرد، همانطور که در شکل‌های  5 و 6 نشان داده شده است. منحنی ها به وضوح اهمیت در نظر گرفتن تأثیر سطوح تنش بر مدول ظاهری را نشان می دهند.

داده های خزش اغلب در قالب گرافیکی به عنوان نمودارهای مدول ظاهری به عنوان تابعی از زمان ورود در سطوح مختلف تنش ارائه می شوند. این قالب گرافیکی خاص راحت است زیرا به طراحان اجازه می دهد تا مقدار مدول ظاهری را در مقادیر زمانی غیر استاندارد تعیین کنند و به این دلیل که منحنی به راحتی به مقادیر زمانی طولانی تر تعمیم می یابد.

شکل 6 مدول کشش در مقابل منحنی زمان ورود به سیستم در سطوح مختلف تنش. برون یابی منحنی به مقادیر زمانی طولانی تر باید با احتیاط و در یک بازه زمانی محدود (در  log مبنای 10 از زمان) انجام شود.

شرکت نوآوران علوم مهندسی پویا اماده ارائه خدمات طراحی و ساخت قالب های تزریق پلاستیک به صنعتگران عزیز می باشد.