خواص مکانیکی بلند مدت: آرامش تنش

در ادامه بحث طراحی و ساخت مواد پلاستیکی و قالب های تزریق پلاستیک به موضوع آرامش تنش در مواد پلاستیکی پرداخته خواهد شد. در ادامه بخش اول این موضوع ارائه شده است.

داده‌های خزش برای طراحی قطعات پلاستیکی که در معرض بارها یا تنش‌های ثابت برای مدت زمان طولانی هستند استفاده می‌شود ، در حالی که داده‌های آرامش تنش برای کاربردهایی که سطوح کرنش یا تغییر شکل در دراز مدت ثابت می‌مانند، مورد نیاز است.

هنگامی که قطعات پلاستیکی به مقدار ثابتی از کرنش یا تغییر شکل کشیده می‌شوند، فشرده می‌شوند، خم می‌شوند یا بریده می‌شوند، مقدار تنش مرتبط با آن کرنش ثابت به دلیل اثرات ویسکوز (مثلاً ریلکسیشن مولکولی) با گذشت زمان به کاهش خود ادامه می‌دهد.

آرام‌سازی تنش مشابه خزش است، زیرا مدول آرامش، ER (t, T)  با زمان کاهش می‌یابد بر اساس:

جایی که مقدار کرنش ثابت (ثابت) است و مقدار تنش تابعی از زمان و دما است. ویژگی‌های آرامش تنش یک پلیمر در طراحی برای کاربردهایی مانند موارد نشان داده شده در شکل 1 اهمیت دارد.

بسیاری از این کاربردها شامل درجه‌ای از تداخل هستند که برای فراهم کردن نوعی تناسب اصطکاکی استفاده شده‌اند. در مورد هاب فشاری، قابلیت‌های انتقال گشتاور مجموعه توسط سطح تماس، ضریب اصطکاک و تنش نرمال تعیین می‌شود.

با کاهش تنش‌های حلقه‌ای، قابلیت‌های پیچشی مجموعه کاهش می‌یابد. در مورد O-ring فشرده، تنش‌های نرمال برای جلوگیری از نشتی لازم هستند.

با کاهش تنش‌ها، احتمال نشتی افزایش می‌یابد. ویژگی‌های آرامش تنش یک پلیمر همچنین برای کاربردهایی که شامل بارگذاری اولیه یا اجزای فنری پلاستیکی هستند، اهمیت دارند.

برای طراحی قطعات برای این کاربردها، داده‌های آرامش تنش که در مقدار کرنش مناسب، دما و زمان تولید شده‌اند، باید از تأمین‌کنندگان مواد به دست آید.

شکل 1 نمونه های معمولی از قطعات پلاستیکی در معرض کرنش ثابت در کاربرد نهایی.

داده های آرامش تنش (به جای خزش) برای این کاربرد ها مورد نیاز است.

با در نظر گرفتن منحنی های مربوط به آرامش تنش می توان به صورت بهینه به طراحی و ساخت قالب های تزریق پلاستیک پرداخت.