اثر شکلشناسی سلول بر جذب انرژی اسفنج لاستیک نیتریل

فرضیه: ظرفیت جذب انرژی زیاد اسفنج لاستیکی متغیر مهمی است که بهدلیل تغییرشکلهای فشاری بزرگ ساختار سلول، بهعنوان ملاک طراحی مورد توجه طراحان قرار میگیرد. در این پژوهش، رفتار جذب انرژی اسفنج لاستیک آکریلونیتریل بوتادیان (NBR) با چگالیهای متفاوت بر اساس متغیرهای کارایی و آرمانی مطالعه شده است. روشها: اسفنجهای سلولبسته NBR  با چگالیهای ۰.۵۱، ۰.۶۳، ۰.۷۲ و ۰.۷۹g/cm۳  و تغییر مقدار آمیزه در حجم ثابت قالب تهیه شدند. شکلشناسی و خواص فشاری اسفنجها بهترتیب با میکروسکوپی الکترون پویشی (SEM) و آزمون فشاری بررسی شدند. یافتهها: بررسی شکلشناسی سلول نشان داد، با کاهش چگالی اسفنج، قطر متوسط سلول بزرگتر، تعداد سلولها در واحد حجم کمتر و توزیع اندازه سلول ناهمگن میشود. در آزمون فشاری با کاهش چگالی از ۰.۷۹g/cm۳ به ۰.۵۱g/cm۳  تنش مسطح از ۷۵۰kPa  به ۲۴۶kPa  و تنش متناظر با بیشینه کارایی از  ۱.۱۳MPa به ۰.۲۷MPa  کاهش مییابد. در محدوده تنشهای کم ۰.۳MPa ، جذب انرژی اسفنج با کاهش چگالی از ۰.۷۹g/cm۳  به ۰.۵۱g/cm۳ بهترتیب ۰.۰۳  و ۰.۰۰۹MJ/m۳ تغییر میکند. در نتیجه در محدوده تنشهای کم، اسفنجهای با چگالی کمتر جذب انرژی بیشتری را نشان میدهند. در حالی که در محدوده تنشهای زیادتر اسفنج با چگالی بیشتر جذب انرژی بیشتری دارد. بهعنوان مثال، در محدوده تنش  ۱.۳MPa، جذب انرژی اسفنج با چگالیهای ۰.۵۱ و ۰.۷۹g/cm۳  و بهترتیب ۰.۸۸ و ۰.۱MJ/m۳  است. بنابراین، ظرفیت جذب انرژی اسفنج به چگالی و محدوده تنش وابسته است که حداکثر تنش مجاز اسفنج بر اساس چگالی آن تعیین میشود.

Keywords:

اسفنج لاستیکی , لاستیک نیتریل , جذب انرژی , متغیر کارایی , متغیر آرمانی