تعیین خواص شکست لاستیک ها بر مبنای روش آزمایش انتگرال J

برخلاف فلزات که روش های تعیین خواص شکست آن ها در چارچوب تئوری های مکانیک شکست الاستیک خطی و مکانیک شکست الاستیک-پلاستیک کاملا استاندارد گردیده، برای مواد پلیمری بدلیل پیچیدگی های ناشی از رفتار ویسکوالاستیک آن ها، توسعه تئوری های مکانیک شکست ویسکوالاستیک خطی و خصوصا غیرخطی بطورکامل انجام نگرفته است. در مورد لاستیک ها حتی تئوری های مستقل از نرخ مبتنی بر تئوری الاستیسیته غیرخطی نیز کاربرد عمومی نیافته اند. در عمل بسیاری از محققان از همان روش های ارائه شده برای فلزات در مورد لاستیک ها استفاده می کنند. در این مقاله روش های مرسوم برای تعیین خواص شکست لاستیک ها بر مبنای انتگرال J و چالش های مرتبط با کاربرد این روش ها بررسی گردیده است. مشخصا به اثرات اتلاف انرژی در نواحی دور از راس ترک و روش های اصلاح این اثرات پرداخته شده است. با انجام آزمایش بر روی نمونه های SENT از یک ماده لاستیکی از خانواده پلی بوتادین نشان داده شده که روش آزمایش چندنمونه ای شناخته شده برای محاسبه Jc، به دلیل الگوریتم محاسباتی خاص خود، دارای حساسیت شدیدی نسبت به خطاهای تجربی است که خود را بصورت وابستگی مقادیر Jc به طول ترک اولیه نشان می دهد و تنها درصورت آزمایش نمونه های متعدد و حذف خطاهای تجربی کارایی دارد. در مقابل، روش اصلاح مکان هندسی با تعداد نمونه های کمتر و حساسیت بسیار پایین تر نسبت به خطاهای تجربی، یک مقدار Jc واحد قابل اطمینان بدست می دهد. همچنین با استفاده از این روش، مشکل وابستگی نتایج آزمایش به طول نمونه ها که در برخی از مراجع قبلی گزارش شده برطرف گردیده و در مجموع امکان استخراج Jc بعنوان یک خاصیت ماده مستقل از ابعاد نمونه فراهم می گردد.