TECHICAL Series MATHEMATICS • INFORMATICS • PHYSICS Series PHILOLOGY Series ECONOMIC SCIENCES Sereies EDUCATIONAL SCIENCES Series LAW AND SOCIAL SCIENCES Series
Fracture Toughness Investigation of PUR Foams Using Asymmetric Semi-Circular Bend (ASCB) Specimens
(Investigarea tenacităţii la rupere a spumelor poliuretanice folosind epruvete semicirculare încărcate asimetric la încovoiere)
Vol LXV • No. 4/2013
Emanoil Linul, Tudor Voiconi, Liviu Marşavina, Dana Silaghi-Perju
"Politehnica" University of Timisoara, Department of Mechanics and Strength of Materials,
1 Mihai Viteazu Avenue, Timisoara, Romania
e-mail: linul_emanoil@yahoo.com

 Keywords   closed-cell PUR foams, fracture toughness, ASCB specimens, SIF solutions, crack path.

 Abstract
This paper presents the experimental fracture toughness results of three different rigid PUR foams densities (100, 145 and 300 kg/m3) using asymmetric semi-circular bend (ASCB) specimens. In this respect a numerical determination of stress intensity factor (SIF) solutions for ASCB specimen were performed using Abaqus software. Using a polynomial interpolation the pure mode II exact position of support S2 was determined. The von Mises stress contours plot in front of the crack tip show that in pure mode I and pure mode II loading, the stress contour is symmetric relative to the crack plane, while in mixed-mode conditions the contour plot is asymmetric with respect to the crack plane. It was also determined experimentally and numerically the crack propagation angle and the crack path. Based on the experimental data, a polynomial correlation is proposed which could be useful for estimation of mode I and mode II fracture toughness if relative density values of foams are available. Finally, was found that the mode II fracture toughness values are lower than the mode I fracture toughness results for low density foams (100 and 145 kg/m3) and almost equal for 300 kg/m3 density. Also, it was observed that both mode I and mode II fracture toughness increases with increasing of density.

 Rezumat
Această lucrare prezintă rezultatele experimentale ale tenacităţii la rupere pentru trei densităţi diferite (100, 145 şi 300 kg/m3) ale spumelor poliuretanice (PUR) rigide utilizand epruvete semicirculare încărcate asimetric la încovoiere. În acest sens, s-a realizat o determinare numerică a soluţiilor factorului de intensitate al tensiuni (SIF) pentru epruvete ASCB utilizând programul Abaqus. Folosind o interpolare polinomială s-a determinat poziţia exactă a suportului S2 pentru modul II pur de încarcare. Tensiunilor echivalente von Mises înaintea vârfului fisurii arată faptul că pentru modul I şi modul II pur de încarcare, distributia tensiunilor este relativ simetrică planului fisurii, în timp ce pentru încărcările în modul mixt distributia tensiunilor este asimetrică faţă de planul fisurii. De asemenea, s-a determinat experimental şi numeric unghiul şi directia de propagare a fisurii. În cazul în care valorile densităţii relative ale spumelor sunt disponibile, pe baza datelor experimentale, s-a propus o corelaţie polinomială care ar putea fi utilă pentru estimarea valorilor tenacităţii la rupere pentru modul I şi modul II. În final, s-a constatat că valorile tenacităţii la rupere pentru modul II sunt mai mici decât valorile tenacităţii la rupere pentru modul I pentru spumele cu densitatea scazută (100 şi 145 kg/m3) şi aproape egale pentru densitatea de 300 kg/m3. De asemenea, s-a observat că atât tenacitatea la rupere pentru modul I cât şi pentru modul II cresc odată cu creşterea densităţii.



Journal INFO (ISSN 1224-8495)
Vol LXVIII • No. 3/2016
Vol LXVIII • No. 2/2016
Vol LXVIII • No. 1/2016
Vol LXVII • No. 4/2015
Vol LXVII • No. 3/2015
Vol LXVII • No. 2/2015
Vol LXVII • No. 1/2015
Vol LXVI • No. 4/2014
Vol LXVI • No. 3/2014
Vol LXVI • No. 2/2014
Vol LXVI • No. 1/2014
Vol LXV • No. 4/2013
Vol LXV • No. 3/2013
Vol LXV • No. 2/2013
Vol LXV • No. 1/2013
Vol LXIV • No. 4/2012
Vol LXIV • No. 3/2012
Vol LXIV • No. 2/2012
Vol LXIV • No. 1/2012
Vol LXIII • No. 4/2011
Vol LXIII • No. 3/2011
Vol LXIII • No. 2/2011
Vol LXIII • No. 1/2011
Vol LXII • No. 4B/2010
Vol LXII • No. 4A/2010
Vol LXII • No. 3B/2010
Vol LXII • No. 3A/2010
Vol LXII • No. 2/2010 (Special Issue WELDING 2010)
Vol LXII • No. 1/2010
Vol LXI • No. 4/2009
Vol LXI • No. 3/2009 (Special Issue SPC 2009)
Vol LXI • No. 2/2009
Vol LXI • No. 1/2009
Vol LX • No. 4/2008
Vol LX • No. 3/2008
Vol LX • No. 2/2008
Vol LX • No. 1/2008
Vol LIX • No. 4/2007
Vol LIX • No. 3/2007
Vol LIX • No. 2/2007
Vol LIX • No. 1/2007
Vol LVIII • No. 4/2006
Vol LVIII • No. 3/2006
Vol LVIII • No. 2bis/2006
Vol LVIII • No. 2/2006
Signup
Forgot Password
  © copyright 2006 Universitatea Petrol - Gaze din Ploiesti