Publication detail
Experimental determination of polymer material characteristics having regard to the FEM computational analysis
DOBEŠ, M. VRBKA, J.
Czech title
Experimentální určování materiálových characteristik pro polymerní materiál ve vztahu k MKP výpočtové analýze
English title
Experimental determination of polymer material characteristics having regard to the FEM computational analysis
Type
conference paper
Language
en
Original abstract
Unfilled polymer materials exhibit a high ductility, which is moreover located in small neck area. Material producers deliver usually the yield strain and break (ultimate) strain values calculated on the basis of material tensile tests for normalized active sample length. Application of so defined material characteristics in the case of Finite Element Method (FEM) analyses of real constructions made of TSCP (typical semi-crystal polymer) led to significantly conservative (smaller) values of limit (ultimate) loads compared with the measured ones. To obtain more precise results the material characteristics used should be in correlation with the size of finite elements. A special experimental method making use of high-speed camera has been developed to determine the strain in defined small area of local strain concentration (neck area) on the specimen during tensile test. The true stress-strain curve till the sample rupture is here calculated and break strain is determined. Application of more realistics (higher) break strain values by the FEM analyses of real TSCP constructions led to the much better agreement between the calculated and measured construction stiffness and limit (ultimate) load.
Czech abstract
Neplněné polymerní materiály vykazují vysokou tažnost, která je lokalizovaná v malé oblasti zůžení zkušebního tělíska. Dodavatel materiálu obvykle udává pouze mez kluzu a limitní tažnost, tyto hodnoty jsou zjiš'továny na základě testů, kde je měřena aktivní normalizovaná délka vzorku. Aplikace takto naměřených hodnot není pro použití v MKP výpočtech příliš vhodná, výpočty s těmito daty jsou příliš konzervativní v porovnání s experimentem. Pro přiblížení výsledků MKP výpočtu reálnému experimentu je vhodné používat vstupní data, která v sobě zarhnují určitým způsobem i velikost konečných prvků v analýze. Jednou ze speciálních metod, jak můžeme tato data získat, je použití vysokorychlostní kamery při tahové zkoušce. Zde můžeme měřit (aktivní) délku vzorku pro vyhodnocení, která odpovídá, do určité míry, velikosti konečného prvku v MKP výpočtu.. Z naměřených dat jsme schopni určit potřebné true stress-strain hodnoty, které vstupují dále do MKP analýzy. Aplikace takto naměřených dat (vyšší tažnost atd.) pro semi-crystalické polymerní materiály do MKP výpočtové analýzy poskytuje mnohem větší shodu MKP výpočtu s provedenýcm experimentem.
English abstract
Unfilled polymer materials exhibit a high ductility, which is moreover located in small neck area. Material producers deliver usually the yield strain and break (ultimate) strain values calculated on the basis of material tensile tests for normalized active sample length. Application of so defined material characteristics in the case of Finite Element Method (FEM) analyses of real constructions made of TSCP (typical semi-crystal polymer) led to significantly conservative (smaller) values of limit (ultimate) loads compared with the measured ones. To obtain more precise results the material characteristics used should be in correlation with the size of finite elements. A special experimental method making use of high-speed camera has been developed to determine the strain in defined small area of local strain concentration (neck area) on the specimen during tensile test. The true stress-strain curve till the sample rupture is here calculated and break strain is determined. Application of more realistics (higher) break strain values by the FEM analyses of real TSCP constructions led to the much better agreement between the calculated and measured construction stiffness and limit (ultimate) load.
Keywords in Czech
polymerní materiál, experiment, tahová křivka, tažnost, MKP analýza
Keywords in English
polymer, experiment, stress-strain curve, break strain, FEM analysis
RIV year
2013
Released
16.05.2013
Publisher
Institute of Thermomechanics, Academy os Sciences od the Czech Republic, v. v. i., Prague
Location
Praha
ISBN
978-80-87012-46-8
Book
ENGINEERING MECHANICS 2013
Edition number
2013
Pages from–to
31–32
Pages count
2
BIBTEX
@inproceedings{BUT101094,
author="Martin {Dobeš} and Jan {Vrbka},
title="Experimental determination of polymer material characteristics having regard to the FEM computational analysis",
booktitle="ENGINEERING MECHANICS 2013",
year="2013",
month="May",
pages="31--32",
publisher="Institute of Thermomechanics, Academy os Sciences od the Czech Republic, v. v. i., Prague",
address="Praha",
isbn="978-80-87012-46-8"
}