مطالعه تجربی و شبیه سازی به منظور تعیین رفتار ترمومکانیکی و اصطکاکی شیشه اپتیکی bk7 در دمای بالا

بررسی خواص ترمومکانیکی شیشه های اپتیکیbk7 در دمای بالا موضوع این تحقیق می باشد. در این ماده، در دماهای نزدیک به دمای گذار (دمای شیشه ای) رفتار شیشه به صورت ویسکوالاستیک می باشد. در این تحقیق خواص ویسکوالاستیک از طریق تست فشار تعیین گردیده است. در این روش یک دیسک شیشه ای بین دو صفحه فلزی قرار گرفته است و به کمک دستگاه تست فشار در دمای بالا، صفحه بالایی با سرعت مشخص به شیشه فشار وارد می کند. همچنین با استفاده از مدل کلی کلوین و داده های بدست آمده از تست فشار ضرایب سری پرونی، مدول الاستیسیته، مدول بالک و مدول برشی بدست آمده است. در انتها، تست فشار در نرم افزار آباکوس شبیه سازی شده و نتایج با داده های آزمایش مقایسه گردیده است. از مقایسه نتایج بدست آمده از آزمایش های تجربی و شبیه سازی در نرم افزار آباکوس در دو سرعت 0.008 و 0.01 میلیمتر بر دقیقه تطابق خوبی بین نتایج وجود داشت که این تطابق بیانگر آن است که مدل انتخاب شده رفتار ماده را به درستی بیان می کند. همچنین از مقایسه نتایج مشاهده گردید که در اثر افزایش نرخ بارگذاری مقاومت ماده در مقابل تغییر شکل بیشتر می شود و نیروی عمودی افزایش می یابد. در قسمت دوم این پژوهش به بررسی رفتار اصطکاکی ایستایی- لغزشی در مواد ویسکوالاستیک پرداخته شده است. برای نشان دادن این رفتار اصطکاکی از مدل های فنر و دمپر استفاده می شود. سپس با توجه به معادلات حاکم بر این رفتار و همچنین با استفاده از زیربرنامه فریک، رفتار اصطکاکی ایستایی- لغزشی شبیه سازی شده است. این زیربرنامه برای مدل سازی رفتار اصطکاکی مواد در نرم افزار اجزا محدود آباکوس به کار می رود و به زبان برنامه نویسی فورترن می باشد. در انتها با انجام تست پین روی دیسک ،که برای بررسی خواص اصطکاکی و سایشی مواد به کار می رود، این تست در نرم افزار آباکوس شبیه سازی شده و نتایج حاصل از شبیه سازی با نتایج حاصل از تست مقایسه گردیده است. از مقایسه نتایج بدست آمده از آزمایش های تجربی و شبیه سازی در نرم-افزار آباکوس مشاهده گردید که نیروی اصطکاک تابع سرعت بارگذاری و فشار عمودی سطح می باشد و همچنین در این تحقیق به بررسی ضرایب فنر و دمپر پردخته شده است.