تحلیل و بازنگرشی بر روش‌شناسیِ مدل‌های ریاضی، به‌منظور پیش‌بینی طول‌عمر قطعات لاستیکی به‌ویژه در درزگیرهایِ لوله‌هایِ پلاستیکی
الموضوعات :
سیدحمیدرضا صباغی
1
(دانشجو دکتری)
علی عباسیان
2
(دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران)
الکلمات المفتاحية: واهلش تنش, اصل انطباق زمان-دما, پدیده‌ی تباهی شیمیایی, آزمون پیرش شتاب‌یافته, پیش‌بینی طول عمر,
ملخص المقالة :
رویکرد مدل WLF به‌منظور پیش‌بینی طول‌عمر کارایی بسپار، زمانی که بسپار تحت پدیده پیرش (Ageing) فیزیکی-مکانیکی است یا به عبارتی تحلیل فرسایش فیزیکی به علت رخداد فرایندهای گرانروکشسان (Visco-Elastic) مانند واهلش تنش (Stress Relaxation)، بسیار مناسب واقع شده است. در این مدل با استفاده از اصل انطباق زمان-دما و انجام آزمون واهلش تنش، از طریق ضریب جابجایی (Shift Factor) طول‌عمر بسپار پیش‌بینی خواهد شد. اما از آن طرف، هنگامی که فرایندها و سازوکارهای فیزیکی-شیمیایی در بسپار غالب است و هدف آن است که کارایی قطعه در مدت زمان‌های طولانی‌تری بررسی شود، رویکرد مدل Arrhenius به طور گسترده جهت تحلیل و بررسی پیش‌بینی طول‌عمر بسپار با انجام آزمون پیرش شتاب‌یافته (Accelerated Aging Test) صورت می‌پذیرد. در این گزارش جمع بندی روش های پیش‌بینی طول‌عمر کارایی بسپارها به‌خصوص لاستیک‌ها در کاربرد «درزگیر» با استفاده از دو مدل ریاضی WLF و Arrhenius در آزمون واهلش‌تنش آورده شده است. کاربرد اصلی هدف این گزارش پیش بینی طول عمر آب‌بندهای لاستیکی لوله های پلاستیکی در کاربردهای مختلف است.
1. Brown R.P., Practical Guide to the Assessment of the Useful Life of Rubbers, Rapra Technology Limited, USA, 2001.
2. West J., The Evolution of Elastomeric Joints in Plastic 2. Pipe Systems and the use of Long Term Stress Relaxation Testing to Predict Service Life, International Plastic Pipe Conference, Trelleborg Pipe Seals; Lelystad, The Netherlands, 2019.
3. Industry Guidelines, Expected Service Life oF Elastomeric Pipe Seals, Pipelines Integrity for a Cleaner Environment, Plastic Industry Pipe Association of Australia Limited, ACN 086 511 686, 2004
4. Montgomery T., William J., MacKnigh T., Introduction to Polymer Viscoelasticity, 3rd Edition; Wiley Inter Sicence, Chapter 4, Hoboken, New Jersey, 2018.
5. Conveney V.A., Elastomer and Components; Service life Prediction–Progress and Challenges, Chapter4, Woodhead Publishing in Materials, Cambridge England, 2006.
6. Ronan S., Alshuth T., Hannover S., Jerrams, Dublin (Ireland), An Approach to the Estimation of Long-Term Stress Relaxation in Elastomers, KGK, 559-563, 2007.
7. West J., The Evolution of Elastomeric Joints in Plastic Pipe Systems and the use of Long Term Stress Relaxation Testing to Predict Service Life, International Plastic Pipe Conference, Trelleborg Pipe Seals; Lelystad, The Netherlands, 2019.
8. Alexander D., Rubber physics, Institute of Natural and Humanit Sciences, University of Trencin, Slovakia, 48, 1990.
9. Ronan S., Alshuth T., Jerrams S., Murphy N., Long-term Stress Relaxation Prediction for Elastomers Using the Time–Temperature Superposition Method; ScienceDirect, Materials and Design, 28, 1513-1523, 2007.
10. International Organization for Standardization, Rubber, Vulcanized or Thermoplastic–Accelerated Ageing, Heat Resistance Tests, ISO 188, 5th Edition,10-01, 2011.
11. Huy V., Evrard G., Methodologies for Lifetime of Rubber Using Arrhenius and WLF Models, Die Angewandte Makromolekulare Chemie, 261, 135–142, 1998.
12. Abraham P., Service Life Prediction of Rubber Component Used in Engineering Applications - A Review, Akron Rubber Development Laboratory, Inc; January 26, 2002.
13. Spetz G., Ageing and Lifetime Estimation of Rubber Materials by Stress Relaxation, Elastocon AB Sweden, Manchester Polymer Group Seminar, 15, 2017.
14. International Organization for Standardization, Rubber, Vulcanized or Thermoplastic-Estimation of Life-time and Maximum Temperature of use, ISO 11346, 3rd Edition-12-01, 2018.
15. International Organization for Standardization, Rubber, Vulcanized or Thermoplastic-Determination of Stress relaxation in Compression–part 1: Testing at Constant Temperature, ISO 3384, First Edition 12-01, 2011.
16. Gent A.N., Engineering with Rubber – How to Design Rubber Components, 3rd Edition, Hanser Publishers Cincinnati, Chapter7, Munich, 2012.
