Title (srp)

Razvoj i primena materijalnog modela polimernih materijala sa svojstvom pamćenja oblika

Author

Slavković, Vukašin, 1983-

Contributor

Grujović, Nenad, 1966-
Živković, Miroslav, 1962-
Filipović, Nenad, 1970-
Milovanović, Vladimir, 1979-
Rakić, Dragan, 1979-
Korunović, Nikola, 1970-

Description (eng)

Shape memory polymers (SMP) are a fast-growing group, even among advancedmaterials. This group of materials is characterized by the ability to recover permanent shapeafter deformation by applying an adequate external stimulus. The shape memory effect isaccompanied by complex thermo-mechanical behaviour, which is manifested in two ways:strong temperature and strain rate dependence. Also, materials with this property can beexposed to extremely large deformations (> 300%), so large deformation theory must beapplied. These tasks are solved in several steps:(1) A modified material model consisting of several micro-mechanisms is proposed, eachof which individually makes an appropriate contribution to the overall stress state.(2) For simulations of thermo-mechanical behavior of SMPs, coupled modeling was usedby connecting programs for structural analysis and heat transfer, allowing to model thetemperature increase in the material due to plastic dissipation. For large deformation problems,logarithmic deformation was applied.(3) Multiplicative decomposition of total deformation gradient is applied for each micromechanism individually, separating total deformation gradient in plastic and elastic part.(4) Experimental testing is conducted on PLA and photopolymers specimens. Allspecimen and experiments are produced at the Faculty of Engineering. Missing results whichwere not possible to measure with given equipment are taken from literature. Good agreementof experiments with numerical results approve theoretical assumptions i accuracy of theproposed model.

Description (srp)

Polimerni materijali sa svojstvom pamćenja oblika (eng. Shape Memory Polymers– SMP) predstavljaju brzo rastuću grupu, čak i među naprednim materijalima. Ova grupamaterijala odlikuje se sposobnošću obnove oblika nakon deformacije primenomadekvatnog spoljašnjeg stimulansa. Efekat pamćenja oblika prati složenom termomehaničko ponašanje koje se manifestuje dvojako: izraženom osetljivošću materijalana temperaturu ispitivanja/eksploatacije i osetljivost na brzinudeformacije/ispitivanja. Takođe, materijali sa navedenim svojstvom mogu bitiizloženi izuzetno velikim deformacijama (> 300 %) pa se usled toga moraju koristitiformulacije za rešavanje velikih deformacija.Predočeni zahtevi su rešeni u nekoliko koraka(1) Predložen je modifikovani materijalni model sačinjen od višemikromehanizama, koji svaki ponaosob daje odgovarajući doprinos ukupnom naponskomstanju.(2) Za simulacije termo-mehančkog ponašanja polimera sa pamćenjem oblikakorišćeno je spregnuto modeliranje povezivanjem programa za strukturnu analizu iprenos toplote, čime se pored efekta pamćenja oblika modelira i porast temperature umaterijalu usled plastične disipacije. Kod problema velikih deformacija korišćenaje logaritamska deformacija.(3) Multiplikativna dekompozicija ukupnog gradijenta deformacije izvršena jeza svaki od mikromehanizama posebno, na elastični i plastični deo.(4) Odlike materijala potvrđene su eksperimentalnim ispitivanjima na uzorcimaod PLA i fotopolimera. Izrada uzoraka i eksperimenti su sprovedeni na opremiFakulteta inženjerskih nauka. Deo rezultata koji nije bilo moguće dobiti usledograničenja opreme preuzet je iz dostupne literature. Dobro slaganje eksperimentalnihrezultata sa rezultatima modela pokazalo je ispravnost teorijskih pretpostavki iopravdalo formulisanje modela.

Description (srp)

-

Object languages

Serbian

Date

2021

Rights

Creative Commons License
This work is licensed under a
CC BY-NC-ND 3.0 AT - Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Austria License.

http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/at/legalcode

Identifiers