Title
Razvoj i primena materijalnog modela polimernih materijala sa svojstvom pamćenja oblika
Creator
Slavković, Vukašin, 1983-
CONOR:
24109159
Copyright date
2021
Object Links
Select license
Autorstvo-Nekomercijalno-Bez prerade 3.0 Srbija (CC BY-NC-ND 3.0)
License description
Dozvoljavate samo preuzimanje i distribuciju dela, ako/dok se pravilno naznačava ime autora, bez ikakvih promena dela i bez prava komercijalnog korišćenja dela. Ova licenca je najstroža CC licenca. Osnovni opis Licence: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/rs/deed.sr_LATN. Sadržaj ugovora u celini: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/rs/legalcode.sr-Latn
Language
Serbian
Cobiss-ID
Inventory ID
D-3535
Theses Type
Doktorska disertacija
description
Datum odbrane: 23.03.2022.
Other responsibilities
Academic Expertise
Tehničko-tehnološke nauke
University
Univerzitet u Kragujevcu
Faculty
Fakultet inženjerskih nauka
Alternative title
Development and application of shape memory polymers material model
Publisher
[V. R. Slavković]
Format
XIII, 159 listova
Abstract (sr)
Polimerni materijali sa svojstvom pamćenja oblika (eng. Shape Memory Polymers
– SMP) predstavljaju brzo rastuću grupu, čak i među naprednim materijalima. Ova grupa
materijala odlikuje se sposobnošću obnove oblika nakon deformacije primenom
adekvatnog spoljašnjeg stimulansa. Efekat pamćenja oblika prati složenom termomehaničko ponašanje koje se manifestuje dvojako: izraženom osetljivošću materijala
na temperaturu ispitivanja/eksploatacije i osetljivost na brzinu
deformacije/ispitivanja. Takođe, materijali sa navedenim svojstvom mogu biti
izloženi izuzetno velikim deformacijama (> 300 %) pa se usled toga moraju koristiti
formulacije za rešavanje velikih deformacija.
Predočeni zahtevi su rešeni u nekoliko koraka
(1) Predložen je modifikovani materijalni model sačinjen od više
mikromehanizama, koji svaki ponaosob daje odgovarajući doprinos ukupnom naponskom
stanju.
(2) Za simulacije termo-mehančkog ponašanja polimera sa pamćenjem oblika
korišćeno je spregnuto modeliranje povezivanjem programa za strukturnu analizu i
prenos toplote, čime se pored efekta pamćenja oblika modelira i porast temperature u
materijalu usled plastične disipacije. Kod problema velikih deformacija korišćena
je logaritamska deformacija.
(3) Multiplikativna dekompozicija ukupnog gradijenta deformacije izvršena je
za svaki od mikromehanizama posebno, na elastični i plastični deo.
(4) Odlike materijala potvrđene su eksperimentalnim ispitivanjima na uzorcima
od PLA i fotopolimera. Izrada uzoraka i eksperimenti su sprovedeni na opremi
Fakulteta inženjerskih nauka. Deo rezultata koji nije bilo moguće dobiti usled
ograničenja opreme preuzet je iz dostupne literature. Dobro slaganje eksperimentalnih
rezultata sa rezultatima modela pokazalo je ispravnost teorijskih pretpostavki i
opravdalo formulisanje modela.
Abstract (en)
Shape memory polymers (SMP) are a fast-growing group, even among advanced
materials. This group of materials is characterized by the ability to recover permanent shape
after deformation by applying an adequate external stimulus. The shape memory effect is
accompanied by complex thermo-mechanical behaviour, which is manifested in two ways:
strong temperature and strain rate dependence. Also, materials with this property can be
exposed to extremely large deformations (> 300%), so large deformation theory must be
applied. These tasks are solved in several steps:
(1) A modified material model consisting of several micro-mechanisms is proposed, each
of which individually makes an appropriate contribution to the overall stress state.
(2) For simulations of thermo-mechanical behavior of SMPs, coupled modeling was used
by connecting programs for structural analysis and heat transfer, allowing to model the
temperature 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. All
specimen and experiments are produced at the Faculty of Engineering. Missing results which
were not possible to measure with given equipment are taken from literature. Good agreement
of experiments with numerical results approve theoretical assumptions i accuracy of the
proposed model.
Authors Key words
polimeri sa pamćenjem oblika, 3D štampa, 4D štampa, metod
konačnih elemenata, PLA, termo-mehaničko ispitivanje
Authors Key words
shape memory polymers, 3D printing, 4D printing, _nite element method,
PLA, thermo-mechanical testing
Classification
620.179.2:678.71]:519.6(043.3)
Type
Tekst
Abstract (sr)
Polimerni materijali sa svojstvom pamćenja oblika (eng. Shape Memory Polymers
– SMP) predstavljaju brzo rastuću grupu, čak i među naprednim materijalima. Ova grupa
materijala odlikuje se sposobnošću obnove oblika nakon deformacije primenom
adekvatnog spoljašnjeg stimulansa. Efekat pamćenja oblika prati složenom termomehaničko ponašanje koje se manifestuje dvojako: izraženom osetljivošću materijala
na temperaturu ispitivanja/eksploatacije i osetljivost na brzinu
deformacije/ispitivanja. Takođe, materijali sa navedenim svojstvom mogu biti
izloženi izuzetno velikim deformacijama (> 300 %) pa se usled toga moraju koristiti
formulacije za rešavanje velikih deformacija.
Predočeni zahtevi su rešeni u nekoliko koraka
(1) Predložen je modifikovani materijalni model sačinjen od više
mikromehanizama, koji svaki ponaosob daje odgovarajući doprinos ukupnom naponskom
stanju.
(2) Za simulacije termo-mehančkog ponašanja polimera sa pamćenjem oblika
korišćeno je spregnuto modeliranje povezivanjem programa za strukturnu analizu i
prenos toplote, čime se pored efekta pamćenja oblika modelira i porast temperature u
materijalu usled plastične disipacije. Kod problema velikih deformacija korišćena
je logaritamska deformacija.
(3) Multiplikativna dekompozicija ukupnog gradijenta deformacije izvršena je
za svaki od mikromehanizama posebno, na elastični i plastični deo.
(4) Odlike materijala potvrđene su eksperimentalnim ispitivanjima na uzorcima
od PLA i fotopolimera. Izrada uzoraka i eksperimenti su sprovedeni na opremi
Fakulteta inženjerskih nauka. Deo rezultata koji nije bilo moguće dobiti usled
ograničenja opreme preuzet je iz dostupne literature. Dobro slaganje eksperimentalnih
rezultata sa rezultatima modela pokazalo je ispravnost teorijskih pretpostavki i
opravdalo formulisanje modela.
“Data exchange” service offers individual users metadata transfer in several different formats. Citation formats are offered for transfers in texts as for the transfer into internet pages. Citation formats include permanent links that guarantee access to cited sources. For use are commonly structured metadata schemes : Dublin Core xml and ETUB-MS xml, local adaptation of international ETD-MS scheme intended for use in academic documents.