ВПЛИВ КОНСТРУКТИВНИХ ЧИННИКІВ НА МІЦНІСТЬ ЗГИНАЛЬНИХ 3D-ДРУКОВАНИХ ЕЛЕМЕНТІВ

Автор(и)

  • Сьоміна Ю.А. Одеська державна академія будівництва та архітектури image/svg+xml

DOI:

https://doi.org/10.31650/2707-3068-2025-29-55-59

Ключові слова:

полімери, 3D друк, ABS-пластик, міцність, згин, короткочасне навантаження, руйнування

Анотація

До  основних  методів  механічних  випробувань  композиційних  матеріалів належать: визначення міцності матеріалу при розтягу, згині, крученні, ударних навантаженнях, стиску  та  ін.  В  даній  статті  представлено  методику  проведення  та  результати експериментальних  досліджень  щодо  визначення  міцності  при  згині  конструкційних елементів з пластику ABS, виготовлених за допомогою 3D друку. В якості конструктивних чинників, що прогнозовано мають вплив на вихідний параметр, обрано форму поперечного перерізу  дослідних  зразків-балок  та  відсоток  заповнення  їхньої  внутрішньої  порожнини зазначеним полімерним матеріалом. Розроблено 2 серії дослідних зразків, що відрізняються за формою поперечного перерізу (1 серія – прямокутний переріз, 2 серія – тавровий переріз), встановлено відповідні розміри та схему випробування згідно вимог нормативних документів. Означено  варіювання  відсотка  заповнення  внутрішньої  порожнини  дослідних  елементів полімерним матеріалом, а саме 10%, 50% та 100%. Описано алгоритм виконання випробувань за  дії  статичного  короткочасного  навантаження.  Наведені  прогнозовані  схеми  й  критерії руйнування  зразків,  а  також  умови  припинення  виконання  випробувань.  В  ході  аналізу отриманих  результатів  встановлено,  що  кращі  міцнісні  характеристики  показав  тавровий переріз.  Також  було  проаналізовано  вплив  відсотка  заповнення  перерізу  пластиком  на міцність  дослідних  зразків.  Відсоток  заповнення  внутрішньої  порожнини  зразка  корелює  з формою перерізу зразка, що є більш значущим конструктивним фактором серед запропонованих. Серед перспектив подальших досліджень – аналіз і порівняння отриманих результатів, а також виготовлення і випробування 3 серій зразків під дією повторюваних навантажень різного рівня.

Посилання

[1] O.O. Mikosianchyk, V.A. Lytvynenko, O.Yu. Zhosan, Ye.V. Pedan, “Otsinka yakosti vyrobiv z kompozytsiinykh materialiv za kharakterystykamy mitsnosti”, Problemy tertia ta znoshuvannia, No. 4(97), pp. 36-43, 2022.

[2] Kulik T.I., “Effect of orientational strengthening of polymeric material on mechanical properties of products”, Visnyk derzhavnoho universytetu “Zhytomyrska Politekhnika», No. 1(79), pp. 18-22, 2017.

[3] W. Woigk, S.R. Hallett, M.I. Jones, M. Kuhtz, A. Hornig, M. Gude, “Experimental investigation of the effect of defects in automated fibre placement produced composite laminates”, Composite Structures, vol. 201, pp. 1004-1017, 2018.

[4] O. Mikosianchyk, Ye. Pedan, R. Mnatsakanov, A. Khimko, “Analiz modelei ta metodiv otsinky mitsnistnykh kharakterystyk polimernykh kompozytsiinykh materialiv. Problemy tertia ta znoshuvannia, No. 3(100), pp. 15-29, 2023.

[5] C. Furtado, L. Pereira, R. Tavares, M. Salgado, F. Otero, G. Catalanotti, et al., “A methodology to generate design allowables of composite laminates using machine learning”, International Journal of Solids and Structures, vol. 233, pp. 95-111, 2021.

[6] S.L. Lemanski, J. Wang, M.P.F. Sutcliffe, K.D. Potter, M.R. Wisnom, “Modelling failure of composite specimens with defects under compression loading”, Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, vol. 48, pp. 26-36, 2013.

[7] S. Li, M.D. Thouless, A.M. Waas et al, “Use of a cohesive-zone model to analyze the fracture of a fiber-reinforced polymer-matrix composite”, Composites Science and Technology, vol. 65, pp. 537-549, 2005.

[8] M.S. Shydlovskyi, A.Ie. Babenko, O.A. Boronko, O.P. Zakhovaiko, S.I. Trubachev, Novi materialy: chastyna 2. Eksperymentalni metody doslidzhen mekhanichnykh vlastyvostei konstruktsiinykh polimeriv ta plastmas: navchalnyi posibnyk dlia studentiv spetsialnosti «Prykladna mekhanika» spetsializatsii «Dynamika i mitsnist mashyn». K.: KPI im. Ihoria Sikorskoho, 2017. 265 s.

[9] HOST 4648-71. Plastmasy. Metod vyprobuvannia na statychnyi zghyn. M.: Vydavnytstvo standartiv, 1992. IV, 12 s.

[10] Somina Yu.A., Gorobets O.A. “Method of testing plastic products manufactured using 3D printing for strength in bending”, Modern Structures of Metal and Wood, vol. 28, pp. 30-35, 2024.

[11] HOST 12423-2013. Plastmasy. Umovy kondytsionuvannia ta vyprobuvannia zrazkiv. M.: Vydavnytstvo standartiv, 2015. VIII, 12 s.

Завантаження

Опубліковано

2025-08-14

Номер

Розділ

Статті

Як цитувати

ВПЛИВ КОНСТРУКТИВНИХ ЧИННИКІВ НА МІЦНІСТЬ ЗГИНАЛЬНИХ 3D-ДРУКОВАНИХ ЕЛЕМЕНТІВ. (2025). Збірник наукових праць «Сучасні будівельні конструкції з металу та деревини», 29, 55-59. https://doi.org/10.31650/2707-3068-2025-29-55-59