Colapsul Structurilor

Influenta de orintare a fisurii,viteza de incercare si tenacitatea de rupere a tevilor din PVC

Scopul acestei lucrari este de a investiga tenacitatea de rupere a tevilor din PVC utilizate in sistemele locale de transport gaze si apa.Experimentele sunt realizate folosind 3 epruvete diferite :

* epruveta compacta ;

* epruveta TDCB ;

* epruveta TPB .

Introducere

Utilizare de materiale polimerice in aplicatiile de inginerie sunt folosite mult mai mult in toata lumea.Sistemele de conducte pentru apa potabila,irigatii,canalizare

prezinta un domeniu important in care polimerii sunt utilizati predominant fata de alte meteriale.Utilizare conductelor plastice,vaselor sub presiune au crescut rapid in ultima decada.Costul lor relativ scazut,usurinta de instalare si durabilitatea lunga impotriva degradarii mediului,masele plastice fac un punct de atractie pentru meteriale in alternativa de joasa presiune de serviciu.

Cele mai comune materiale sunt policlorura de vinil (PVC) si polietilena (PE)care

sunt folosite in sistemele locale de transport gaze si apa.Conductele plastice sunt un exemplu de polimeri si sunt supuse efectului fragil.Acest efect este instabil,

caracterizat de raspandirea fisuri pe conducte atunci cand este supusa la incarcare,

cu o rata scazuta a conditiilor de temperatura.Recent ,factorii de fragilitate din PVC si alte materiale plastice au primit o atentie sporita.Desi dificil de utilizat ca un parametru de proiectare in toate cazurile sofisticate,factorii fragili, si proprietatile plastice pot fi de o importanta in alegerea diferitelor materiale,in formularea si imbunatatirea materialelor plastice improvizate.Mai multe tehnici de fragilitate si factorii de studiu au fost adoptati in mai multe lucrari recente de cercetare in tehnologia meterialelor.

Mecanica ruperii liniar elastice (LEFM) este una dintre cele mai frecvent utilizate metode pentru caracterizarea ruperi polimerilor.Tenacitatea de rupere in LEFM poate fi reprezentata in functie de factorul de intensitate a tensiuni ,k,sau forta de extensie a fisuri,G. Factorul de intensitate a tensiuni se bazeaza pe presiunea din jurul varfului fisurii in conformitate cu teoria LEFM cand factorul de intensitate a tensiune,k,ajunge la o valoare critica( ),apare ruperea. Eliberarea efortului de presiune este o masura a existentei energiei necesare de a extinde fisura si a absoarbe fisura gasita. Astfel,parametrii care caracterizeaza ruperea fragila a polimerilor sunt : si .

Proceduri experimentale.

Material.Materialul investigat este disponibil in comert termoplastic : policlorura de vinil (PVC).Este folosit pentru a produce tevi folosite pentru transportul apei sub presiune.Tabelul 1 prezinta caracteristicile principale ale conductelor,diametrul exterior, ,grosimea, t ,presiunea interna de lucru, P, si dimensiunea standardelor de proportie,SDR .

Incercarea la tractiune a epruvetelor.

Proprietatile mecanice ale PVC sunt determinate folosind standardul de incercare la tractiune in conformitate cu ASTM-D638, specificatia standard de incercare la tractiune pentru materiale plastice.In acest test forma epruvetelor de tractiune depinde de grosimea tevii.Deoarece grosimea tevi este mai mare de 10mm,satndardul dumbbell-shaped este aratat in figura 1.

Aceste epruvete sunt prelucrate prin taierea mai multor bucati(placi) din teava in

directii longitudinale si transversale dupa aplatizarea conductei intr-o foaie asa cum arata in figura 2.

Directii de orientare pentru conducte

(b) Directii de orientare pentru ………………

( fisura orientata in plan )

Figura 2. Codul de orientare pentru nivelarea foii

Grosimea acestor bucati(placi) este taiata initial un pic mai mare decat grosimea standard.Grosimea standard de final este obtinuta prin frezarea foilor aplatizate,

prelucrarea se face cu grija pentru a se asigura ca toate probele sa fie identice si sa aiba aceeasi dimensiune.Testele sunt obtinute la o gama larga cu viteza de incercare de 10-500mm/min.